JP2016081138A

JP2016081138A - 通信媒体

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Publication number: JP2016081138A
Application number: JP2014209360A
Authority: JP
Inventors: 片岡　慎; Shin Kataoka; 慎片岡
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2016-05-16

Abstract

【課題】第１結合コイルと第２結合コイルとの結合度を高めることの可能な通信媒体を提供する。
【解決手段】通信媒体であるＩＣカード１０は、ＩＣモジュール２０と、ＩＣモジュール２０が組み付けられた基体３０とを備える。ＩＣモジュール２０は、通信端子を有した非接触通信部を備えるＩＣチップ２２と、通信端子に接続され、第１面に沿った平面コイルである第１結合コイル２４と、第１結合コイル２４に固定されて第１結合コイル２４の少なくとも一部を覆う磁性体２５と、を備える。基体３０は、アンテナ３２と、アンテナ３２に接続され、第１面の面方向に沿って広がる第２面に沿った平面コイルである第２結合コイル３３であって、第１結合コイル２４と電磁結合可能な位置に配置された第２結合コイル３３と、を備える。磁性体２５は、第１結合コイル２４に対して第２面側に位置している。
【選択図】図２

Description

本発明は、２つのコイルを備え、これらコイルの電磁結合を利用して外部機器と通信を行う通信媒体に関する。

外部機器と通信を行う通信媒体の一例として、ＩＣカードが知られている。ＩＣカードの一種である複合型のＩＣカードは、非接触型の通信を行うためのインターフェースと接触型の通信を行うためのインターフェースとを併せ持つ１つのＩＣチップを搭載している。

例えば、特許文献１に記載のＩＣカードは、カード基体と、カード基体に組み付けられたＩＣモジュールとを備えている。ＩＣモジュールの有するモジュール基板には、上記ＩＣチップが実装され、さらに、ＩＣチップの有する接触通信用の端子に接続された外部端子と、ＩＣチップの有する非接触通信用の端子に接続された第１結合コイルとが実装されている。そして、カード基体には、ループ状のアンテナと、アンテナに接続された第２結合コイルとが配されている。ＩＣカードにおいて、ＩＣモジュールの備える第１結合コイルと、カード基体の備える第２結合コイルとは、互いに電磁結合が可能な位置に配置され、ＩＣカードの表面には、ＩＣモジュールの有する外部端子が露出される。

こうした構成を有するＩＣカードでは、第１結合コイルと第２結合コイルとの電磁結合によって、ＩＣカードと外部機器との非接触通信がアンテナを通じて可能になる。また、ＩＣチップの有する外部端子と、外部機器の有する接続端子とが接触することを通じて、ＩＣカードと外部機器との接触通信が可能になる。

特許第３８００７６６号

ところで、ＩＣカードと外部機器との間での非接触通信における通信距離を伸ばす方法の１つとして、第１結合コイルと第２結合コイルとの結合度を高めることが知られている。そして、第１結合コイルと第２結合コイルとの結合度は、通常、第１結合コイルと第２結合コイルとの間の距離を短くすること、また、第１結合コイルの巻数や第２結合コイルの巻数を多くすることによって高められている。しかしながら、ＩＣカードの製造工程において確保されるコイルの位置精度には限りがあり、また、ＩＣカードに求められるカードのサイズにも制約があり、さらには、これらのコイルはインピーダンスの整合を確保するための要請も受けるため、上述した方法によって得られる結合度の大きさには限界がある。したがって、これらのコイル自身の構成とは異なる観点から、第１結合コイルと第２結合コイルとの結合度を高める技術が望まれている。
本発明は、第１結合コイルと第２結合コイルとの結合度を高めることの可能な通信媒体を提供することを目的とする。

上記課題を解決する通信媒体は、ＩＣモジュールと、前記ＩＣモジュールが組み付けられた基体とを備える通信媒体であって、前記ＩＣモジュールは、通信端子を有した非接触通信部を備えるＩＣチップと、前記通信端子に接続され、第１面に沿った平面コイルである第１結合コイルと、前記第１結合コイルに固定されて前記第１結合コイルの少なくとも一部を覆う磁性体と、を備え、前記基体は、アンテナと、前記アンテナに接続され、前記第１面の面方向に沿って広がる第２面に沿った平面コイルである第２結合コイルであって、前記第１結合コイルと電磁結合可能な位置に配置された前記第２結合コイルと、を備え、前記磁性体は、前記第１結合コイルに対して前記第２面側に位置している。

上記構成によれば、第１結合コイルに固定された磁性体が、第１結合コイルの少なくとも一部を覆っているため、第１結合コイルの周囲の磁界の強度が高められる。その結果、第１結合コイルと第２結合コイルとの結合度が高められる。

上記通信媒体において、前記磁性体は、可撓性を有していることが好ましい。
上記構成によれば、通信媒体に対して曲げや捻り等の外力が加わった場合でも、磁性体に破れ等が生じて磁性体における磁界強度を高める機能が低下することが抑えられる。

上記通信媒体において、前記ＩＣモジュールは、前記第１面を有する基板を備え、前記第１面には、前記ＩＣチップと前記第１結合コイルとが実装され、かつ、前記第１面は、前記基体に貼り付けられる外縁部を備え、前記磁性体は、前記第１面における前記外縁部を除いた領域のなかで前記第１結合コイルの一部が配置されている領域を前記第１結合コイルの前記一部とともに覆うことが好ましい。

上記構成によれば、基板の外縁部が基体に貼り付けられることによって、ＩＣモジュールが基体に固定されている。そのため、基板を覆う磁性体が基体に貼り付けられる構成と比較して、ＩＣモジュールと基体との固定の信頼性が高められる。

上記通信媒体において、前記第１結合コイルは、前記ＩＣチップの外側を囲み、前記磁性体は、前記第１結合コイルの少なくとも一部と、前記ＩＣチップを含めて前記第１結合コイルによって囲まれる領域とを覆ってもよい。

上記構成によれば、磁性体が第１結合コイルのみを覆う構成と比較して、第１結合コイルの周囲に配置される磁性体の体積が増加する。その結果、第１結合コイルの周囲の磁界の強度がさらに高められて、第１結合コイルと第２結合コイルとの結合度がより高められる。また、ＩＣチップが磁性体によって覆われるため、通信媒体に加わる外力からＩＣチップを保護することができる。

上記通信媒体において、前記ＩＣモジュールは、非金属性の保護部材を備え、前記第１結合コイルは、前記ＩＣチップの外側を囲み、前記保護部材は、前記磁性体と、前記ＩＣチップを含めて前記第１結合コイルによって囲まれる領域とを覆ってもよい。

上記構成によれば、ＩＣチップが保護部材によって覆われるため、通信媒体に加わる外力からＩＣチップを保護することができる。特に、ＩＣチップが磁性体によって保護される構成と比較して、保護部材として用いることのできる材料の自由度が高いため、想定される外力の加わり方に応じた適切な材料を保護部材として用いることができる。したがって、より的確にＩＣチップを保護することが可能となる。

上記通信媒体において、前記ＩＣモジュールは、前記ＩＣチップに対する前記第２面側に位置して、封止材を介さずに前記ＩＣチップを覆う樹脂製の保護部材を備え、さらに、前記ＩＣモジュールの最外面の一部である当接面を有して、前記当接面が前記基体と当接可能な状態で前記基体に組み付けられ、前記磁性体と前記保護部材とは、前記当接面を構成してもよい。

上記構成によれば、ＩＣチップが保護部材によって覆われ、磁性体と保護部材とが基体に当接可能に構成されているため、通信媒体に加わる外力からＩＣチップを保護することができる。また、保護部材が封止材を介さずにＩＣチップを覆っているため、ウェハの段階で、保護部材を取り付けることが可能であり、保護部材の取り付けを容易に行うことができる。

本発明によれば、通信媒体において、第１結合コイルと第２結合コイルとの結合度を高めることができる。

通信媒体の一例である第１の実施形態のＩＣカードの斜視構造を分解して示す斜視図である。第１の実施形態のＩＣカードの断面構造を示す断面図である。シミュレーションに用いられた第１結合コイルの構造を示す斜視図である。磁性体が設けられていないＩＣカードにおける磁界強度分布のシミュレーション結果を示す図である。ＩＣチップに磁性体が固定されたＩＣカードにおける磁界強度分布のシミュレーション結果を示す図である。第１結合コイルに磁性体が固定されたＩＣカードにおける磁界強度分布のシミュレーション結果を示す図である。第２の実施形態のＩＣカードの断面構造の一部を示す断面図である。第３の実施形態のＩＣカードの断面構造の一部を示す断面図である。第４の実施形態のＩＣカードの断面構造の一部を示す断面図である。第５の実施形態のＩＣカードの断面構造の一部を示す断面図である。

（第１の実施形態）
図１〜図６を参照して、通信媒体の第１の実施形態について説明する。第１の実施形態では、通信媒体はＩＣカードに具体化されている。

［ＩＣカードの構成］
図１に示されるように、ＩＣカード１０は、ＩＣモジュール２０と、基体の一例であるカード基体３０とを備えている。ＩＣモジュール２０は、接触型の通信を行うためのインターフェースと非接触型の通信を行うためのインターフェースとを有するＩＣチップ２２や平面コイルである第１結合コイル２４を備えている。カード基体３０は、２つのシート部材として示された１つの封止部３４を備え、これら２つのシート部材は、アンテナ３２や平面コイルである第２結合コイル３３が形成された第２基板３１を挟んでいる。ＩＣモジュール２０は、カード基体３０の封止部３４に形成された凹部３５に配置されている。

図２を参照して、ＩＣカード１０の構成について詳細に説明する。なお、図２においては、理解を容易にするために、アンテナやコイルの巻数を簡略化して示している。
図２に示されるように、ＩＣモジュール２０は、第１基板２１と、ＩＣチップ２２と、外部端子２３と、第１結合コイル２４と、磁性体２５とを備えている。

第１基板２１は、第１面の一例であって、封止部３４等を挟んで第２基板３１に対向する対向面Ｓ１と、対向面Ｓ１とは反対側の面である非対向面Ｓ２とを有している。対向面Ｓ１には、ＩＣチップ２２と第１結合コイル２４とが実装され、非対向面Ｓ２には、外部端子２３が配置されている。第１基板２１は、例えば、ガラスエポキシやセラミックによって形成されたリジッド基板であってもよいし、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）等で形成されたフレキシブル基板であってもよい。

ＩＣチップ２２は、接触通信機能を実現する接触通信部と、非接触通信機能を実現する非接触通信部とを備えていれば、その他の構成は特に限定されない。ＩＣチップ２２は、ベアチップであってもよいし、各種のＩＣパッケージやチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）のように封止材で封止されていてもよい。

外部端子２３は、ＩＣカード１０が外部機器と接触通信を行うときに、外部機器の有する接続端子と電気的に接続される。外部端子２３は、第１基板２１に形成されたスルーホールを通じてＩＣチップ２２の接触通信部に接続されている。

第１結合コイル２４は、ＩＣチップ２２の外側を囲うループ形状を有し、ＩＣチップ２２の非接触通信部が有する通信端子に接続されている。第１結合コイル２４は、金属薄膜から構成されることが好ましい。第１結合コイル２４は、例えば、第１基板２１の対向面Ｓ１に成膜された銅箔のエッチングによって形成されてもよいし、対向面Ｓ１に印刷によって形成されてもよい。

磁性体２５は、例えばシート状に成形された磁性部材であり、第１結合コイル２４に対して対向面Ｓ１とは反対側から、第１結合コイル２４に固定されて、第１結合コイル２４を覆っている。磁性体２５は、第１結合コイル２４を直接覆っていてもよいし、磁性体２５とは異なる部材である粘着材や接着材等を介して第１結合コイル２４に貼り付けられていてもよく、第１結合コイル２４に固定されていればよい。例えば、磁性体２５は、シート状の磁性材料の第１結合コイル２４への貼り付けの他、ペースト状の磁性材料が第１結合コイル２４に塗布されることによって形成されてもよい。

磁性体２５は、第１結合コイル２４において巻線の並ぶ方向にて、第１結合コイル２４の全体を覆っている。また、磁性体２５は、第１結合コイル２４の周方向にて、第１結合コイル２４の全体を覆っている。すなわち、磁性体２５は、第１結合コイル２４のなかでループ形状を形成している部分の全体を覆っている。そして、磁性体２５は、第１結合コイル２４を覆うとともに、対向面Ｓ１のなかで第１結合コイル２４のループ形状を有する部分が配置されている領域を覆っている。一方、磁性体２５は、対向面Ｓ１のなかでＩＣチップ２２が配置されている領域を覆っていない。

磁性体２５の材料は特に限定されず、例えば、パーマロイ、タフパーム、パーメンダ、珪素鋼板、フェライト等の公知の高透磁率材料や軟磁性材料、もしくは、これらの複合体が用いられる。また、磁性体２５は可撓性を有していることが好ましい。磁性体２５が可撓性を有していることによって、ＩＣカード１０に対して曲げや捻り等の外力が加わった場合でも、磁性体２５に破れ等が生じて磁性体２５の機能が低下することが抑えられる。

カード基体３０は、第２基板３１と、アンテナ３２と、第２結合コイル３３と、封止部３４とを備えている。
第２基板３１は、第２面の一例であって、封止部３４等を挟んで第１基板２１に対向する対向面Ｓ３と、対向面Ｓ３とは反対側の面である非対向面Ｓ４とを有し、対向面Ｓ３には、アンテナ３２と第２結合コイル３３とが配置されている。第２基板３１は、例えば、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）等の誘電体材料から形成されている。

第２結合コイル３３は、第１結合コイル２４よりも大きい内径および外径を有するループ形状を有している。アンテナ３２は、第２結合コイル３３よりも十分に大きい内径のループ形状を有している。第２結合コイル３３は、アンテナ３２と接続され、アンテナ３２の外側に配置されている。

アンテナ３２と第２結合コイル３３とは、第２基板３１に形成されたスルーホールを通じた導体の直接的な接続や、第２基板３１の対向面Ｓ３に形成された導体と非対向面Ｓ４に形成された導体との容量結合を通じて、閉回路を構成している。アンテナ３２と第２結合コイル３３とは、金属薄膜から形成されることが好ましく、例えば、銅箔のエッチングによって形成されてもよいし、印刷によって形成されてもよい。

封止部３４は、樹脂から形成されることが好ましい。例えば、アンテナ３２と第２結合コイル３３とが形成された第２基板３１が、ラミネート加工によって２枚の樹脂シートの間に挟まれることにより、これらの樹脂シートから封止部３４が形成される。

封止部３４にて第２結合コイル３３によって囲まれる領域の上に位置する部分には、一定の深さを有する凹部３５が形成されている。そして、ＩＣモジュール２０は、外部端子２３がＩＣカード１０の表面に露出し、ＩＣチップ２２および第１結合コイル２４がＩＣカード１０の内部に面するように、凹部３５内に配置されている。このとき、磁性体２５は、第１結合コイル２４に対して第２基板３１の対向面Ｓ３側に配置されている。

磁性体２５における第１結合コイル２４とは反対側の面が、凹部３５の底面に粘着層３７を介して貼り付けられることによって、ＩＣモジュール２０は凹部３５内に固定されている。ＩＣモジュール２０がカード基体３０に組み付けられた状態において、第１結合コイル２４と第２結合コイル３３とは、これらのコイルが電磁結合可能な位置に配置される。

このように構成されるＩＣカード１０では、ＩＣカード１０が外部機器と接触通信を行うときには、ＩＣモジュール２０の外部端子２３と外部機器の接続端子とが接触して、ＩＣチップ２２と外部機器との間で信号の送受信が行われる。また、ＩＣカード１０が外部機器と非接触通信を行うときには、外部機器とアンテナ３２とが近接し、外部機器が発信した信号による電磁誘導によって、アンテナ３２と第２結合コイル３３とを含む閉回路に電流が流れる。この際に、第１結合コイル２４と第２結合コイル３３とが電磁結合することによって、ＩＣチップ２２と外部機器との間で信号の送受信が行われる。

なお、第１結合コイル２４に対する第２基板３１の対向面Ｓ３側から磁性体２５が第１結合コイル２４を覆う構成であれば、ＩＣチップ２２と第１結合コイル２４との位置関係や、アンテナ３２と第２結合コイル３３との位置関係や、各部材の材料等は上述の構成に限られない。例えば、ＩＣチップ２２と第１結合コイル２４とは、同一平面上に配置されていなくてもよいし、ＩＣチップ２２は、第１結合コイル２４の外側の領域に配置されていてもよい。また、アンテナ３２や第２結合コイル３３の全部あるいは一部が第２基板３１の非対向面Ｓ４に配置されていてもよいし、第２結合コイル３３は、アンテナ３２の内側の領域に配置されていてもよい。要は、第１結合コイル２４が形成された第１面に沿った方向である面方向に沿って、第２結合コイル３３が形成された第２面が広がるように、第１結合コイル２４と第２結合コイルとが配置される構成であればよい。なお、第１面と第２面とは、これらの面に接する部材を挟んで互いに対向する面であることが好ましい。

［作用］
上記構成のＩＣカード１０では、磁性体２５が第１結合コイル２４に固定されているため、磁性体２５が設けられない構成と比較して、第１結合コイル２４の周囲の磁界の強度が高められる。その結果、第１結合コイル２４と第２結合コイル３３との結合度が高められるため、ＩＣカード１０と外部機器との間での非接触通信による通信距離の拡大も可能となる。

また、上記構成では、磁性体２５が設けられない構成と比較して、第１結合コイル２４のインダクタンスが増加するため、所望のインダクタンスを得るために必要な第１結合コイル２４の巻数は少なくなる。その結果、第１結合コイル２４の巻数を少なく設定してコイル全体の長さを短くすることができるため、第１結合コイル２４の抵抗を小さくすることができる。これによっても、非接触通信における通信距離等の通信性能の改善が可能となる。

なお、磁性体２５の配置位置について、第１結合コイル２４の中心と第２結合コイル３３の中心とを貫くように磁性体を配置することも考えられる。しかしながら、上述のようにＩＣモジュール２０とカード基体３０との組み付けによって製造されるＩＣカード１０においては、第１結合コイル２４の中心と第２結合コイル３３の中心とを貫くように磁性体を配置することは製造工程の大幅な複雑化を招くため、好ましくない。

一方、第１結合コイル２４の中心と第２結合コイル３３の中心とを貫かずとも、ＩＣチップ２２における第２基板３１の対向面Ｓ３と対向する面に磁性体を固定することにより、これらコイルの中心付近に磁性体を配置することは可能ではある。しかしながら、通常、ＩＣチップ２２の厚みは第１結合コイル２４の厚みよりも大きいため、こうした構成では、上記実施形態の構成と比較して、第１結合コイル２４と磁性体との間の距離が大きくなる。したがって、第１結合コイル２４および第２結合コイル３３の周囲における磁界強度の高まりは小さく、また、第１結合コイル２４のインダクタンスの増加も望めない。

ここで、こうした磁性体の配置位置の違いによる磁界強度の分布の差異を、シミュレーションによる解析結果を用いて説明する。
図３は、シミュレーションに用いた第１結合コイル２４の構造を示す図である。第１結合コイル２４の内側には、ＩＣチップ２２と接続される給電ポート４０が形成されている。以下、シミュレーションに用いたＩＣカードの構成を示す。シミュレーションでは、有限要素法による電磁界シミュレータ（Ａｎｓｙｓ社製：ＨＦＳＳＶｅｒ．１５）を用い、下記構成のＩＣカードを、１３．５６ＭＨｚの周波数帯で動作させたときの磁界強度分布を求めた。
［第１結合コイル２４］
コイル材料・・・銅
線幅・・・・・・１００μｍ
線間隔・・・・・１００μｍ
内寸・・・・・・７．４×８．６ｍｍ
巻数・・・・・・１０
［第２結合コイル３３］
コイル材料・・・アルミ
線幅・・・・・・４００μｍ[最薄部]
線間隔・・・・・４００μｍ[最薄部]
内寸・・・・・・１３．０×１１．８ｍｍ
巻数・・・・・・５
［磁性体２５，４１］
材料・・・・・・金属磁性体含有樹脂
厚さ・・・・・・２００μｍ
比透磁率・・・・１００

図４は、磁性体が設けられていないＩＣカードにおける磁界強度分布のシミュレーション結果を示し、図５は、ＩＣチップ２２に磁性体４１が固定されたＩＣカードにおける磁界強度分布のシミュレーション結果を示し、図６は、第１結合コイル２４に磁性体２５が固定されたＩＣカードにおける磁界強度分布のシミュレーション結果を示す。なお、図５に示される場合と図６に示される場合とで、磁性体２５，４１の体積および透磁率は同一である。また、図４〜図６における破線は、第１結合コイル２４と第２結合コイル３３とに挟まれている誘電体の位置を示す。この誘電体は、封止部３４の一部に相当する。

図４の磁界強度分布および図６の磁界強度分布から、磁性体２５が第１結合コイル２４に固定された構成では、磁性体が配置されていない構成と比較して、第１結合コイル２４および第２結合コイル３３の周囲における磁界強度が高められていることがわかる。さらに、図５の磁界強度分布から、磁性体４１がＩＣチップ２２に固定された構成では、磁性体４１と第１結合コイル２４との間に隙間が形成され、第１結合コイル２４および第２結合コイル３３の周囲における磁界強度は、磁性体が配置されていない図４の場合と大きく変わらないことがわかる。そして、図６のように磁性体２５が第１結合コイル２４に固定された構成によって、特に第１結合コイル２４の周辺で、磁界強度が大きく向上することがわかる。

また、磁性体２５が第１結合コイル２４に固定された構成では、磁性体が配置されていない構成と比較して、アンテナの形状を変えることなく、すなわち、アンテナ部での抵抗損失を増やすことなく、虚部インピーダンスを増加させることが可能であることが確認された。例えば、１３．５６ＭＨｚの周波数帯でＩＣカードを動作させたとき、磁性体が配置されていない構成の一例では、Ｚim＝１４０ｊΩであったことに対し、磁性体２５が第１結合コイル２４に固定された構成の一例では、Ｚim＝２２４ｊΩであった。

以上、第１の実施形態の通信媒体の一例であるＩＣカード１０によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）磁性体２５が第１結合コイル２４に固定されて第１結合コイル２４を覆っているため、第１結合コイル２４の周囲の磁界強度が高められる。その結果、第１結合コイル２４と第２結合コイル３３との結合度が高められる。

（２）磁性体２５が可撓性を有している構成では、ＩＣカード１０に対して曲げや捻り等の外力が加わった場合でも、磁性体２５に破れ等が生じて磁性体２５における磁界強度を高める機能が低下することが抑えられる。したがって、ＩＣカード１０の通信性能に対する長期的な信頼性が高められる。

（第２の実施形態）
図７を参照して、通信媒体の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態においても、通信媒体はＩＣカードに具体化されている。第２の実施形態は、第１の実施形態と比較して、磁性体の配置される位置が異なる。以下では、第１の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。なお、図７は、第２の実施形態のＩＣカードにおいて先の図２に示す断面に相当する断面の一部を拡大して示す図である。

［ＩＣカードの構成］
図７に示されるように、第２の実施形態のＩＣカード１１にて、磁性体２６は、第１結合コイル２４に対して対向面Ｓ１とは反対側から、第１結合コイル２４に固定されて、第１結合コイル２４を覆っている。磁性体２６は、第１結合コイル２４の巻線の並ぶ方向にて、第１結合コイル２４の一部を覆い、詳細には、ループ形状を形成する導体の内周側の部分のみを覆っている。すなわち、第１基板２１の対向面Ｓ１における外縁部には、磁性体２６は配置されていない。また、磁性体２６は、第１結合コイル２４の周方向にて、ループ形状を形成する導体の全体を覆っている。

換言すれば、磁性体２６は、対向面Ｓ１において外縁部を除いた領域で、第１結合コイル２４の一部を覆うとともに、対向面Ｓ１において第１結合コイル２４の当該一部が配置されている領域を覆っている。一方、磁性体２６は、対向面Ｓ１のなかでＩＣチップ２２が配置されている領域を覆っていない。

凹部３６は、２段階に拡開された孔であって、凹部３６の外縁部の深さは、凹部３６の中央部の深さよりも浅くなっている。磁性体２６の外側の領域で、第１基板２１の外縁部、および、第１結合コイル２４のなかで第１基板２１の外縁部に配置されている部分は、凹部３６の外縁部、すなわち、凹部３６の深さが浅くなっている部分における凹部３６の底面に、粘着層３８を介して貼り付けられている。これにより、ＩＣモジュール２０は凹部３６内に固定されている。

［作用］
第２の実施形態のＩＣカード１１では、第１基板２１の外縁部、および、第１結合コイル２４のなかで当該外縁部に配置された部分が磁性体２６に覆われていないため、上述のように第１基板２１の外縁部と凹部３６の底面とを接合することができる。こうした構成では、第１の実施形態と比較して、ＩＣモジュール２０の支持基材として機能する第１基板２１が磁性体２６を介さずに直接カード基体３０に貼り付けられているため、ＩＣモジュール２０とカード基体３０との固定の信頼性が高められる。

また、従来のＩＣカードにおいては、凹部３６のように２段階の深さを有する凹部の底面に、ＩＣチップが実装された基板の外縁部を貼り付けることによって、ＩＣモジュールを凹部内に固定する構成が多く用いられている。したがって、第２の実施形態では、凹部の形状を従来の構成から変更せずとも、磁性体２６を有するＩＣモジュール２０をカード基体３０に固定することができる。その結果、製造工程の変更による生産性の低下や、ＩＣカード１１の構造の変更による信頼性の低下も抑えられる。

以上、第２の実施形態の通信媒体の一例であるＩＣカード１１によれば、第１の実施形態（１），（２）の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
（３）磁性体２６が第１基板２１の外縁部を除いた領域に配置され、第１基板２１の外縁部がカード基体３０に貼り付けられているため、ＩＣモジュール２０とカード基体３０との固定の信頼性が高められる。また、凹部３６の形状を従来の構成から変更せずとも、磁性体２６を有するＩＣモジュール２０をカード基体３０に固定することができる。

（第３の実施形態）
図８を参照して、通信媒体の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態においても、通信媒体はＩＣカードに具体化されている。第３の実施形態は、第１の実施形態と比較して、磁性体の配置される位置が異なる。以下では、第１の実施形態および第２の実施形態との相違点を中心に説明し、第１の実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。なお、図８は、第３の実施形態のＩＣカードにおいて先の図２に示す断面に相当する断面の一部を拡大して示す図である。

［ＩＣカードの構成］
図８に示されるように、第３の実施形態のＩＣカード１２にて、ＩＣモジュール２０が備える磁性体２７には、磁性体２７ａと磁性体２７ｂとが含まれる。
磁性体２７ａは、第２の実施形態の磁性体２６と同様の位置に配置されている。すなわち、磁性体２７ａは、第１結合コイル２４に固定され、第１結合コイル２４の巻線の並ぶ方向にて、ループ形状を形成する導体の内周側の部分のみを覆い、第１結合コイル２４の周方向にて、ループ形状を形成する導体の全体を覆っている。磁性体２７ａの厚みは、ＩＣチップ２２の厚みと同程度か、やや厚い程度であって、ＩＣチップ２２と磁性体２７ａとにおける第２基板３１の対向面Ｓ３側の面の高さが揃っていることが好ましい。

磁性体２７ｂは、磁性体２７ａおよびＩＣチップ２２に対して第１基板２１とは反対側から、磁性体２７ａと、ＩＣチップ２２と、磁性体２７ａとＩＣチップ２２との間に露出した対向面Ｓ１とを覆っている。すなわち、磁性体２７ｂは、磁性体２７ａと、ＩＣチップ２２を含めて第１結合コイル２４によって囲まれる領域とを覆っている。

ＩＣモジュール２０は、第２の実施形態と同様に、第１基板２１の外縁部と凹部３６の外縁部における凹部３６の底面とが粘着層３８を介して貼り付けられることによって、カード基体３０に固定されている。
なお、磁性体２７ａと磁性体２７ｂとは一体に形成されていてもよい。

［作用］
第３の実施形態のＩＣカード１２では、第２の実施形態と比較して、第１結合コイル２４の周囲に配置される磁性体の体積が増加するため、第１結合コイル２４の周囲の磁界強度がさらに高められる。その結果、ＩＣモジュール２０とカード基体３０との固定の信頼性を高めつつ、第１結合コイル２４と第２結合コイル３３との結合度をさらに高めることができる。

なお、第１の実施形態にて図５に示すシミュレーションに用いた構成のように、磁性体がＩＣチップ２２のみに固定されている構成と比較して、第３の実施形態では、ＩＣチップ２２を覆う磁性体２７ｂと第１結合コイル２４との間が磁性体２７ａで埋められている。そのため、第１結合コイル２４の周囲の磁界強度を高める効果が高い。

また、ＩＣチップ２２が磁性体２７ｂによって覆われているため、ＩＣカード１２に外力が加わった場合に、ＩＣチップ２２を保護することができる。急に強い外力がＩＣカード１２に加わるような場合を想定して、ＩＣチップ２２を衝撃から保護することを目的とする場合には、磁性体２７ｂの弾性は低いことが好ましい。一方、ＩＣカード１２に曲げ等の外力が加わるような場合を想定して、こうした外力からＩＣチップ２２を保護することを目的とする場合には、磁性体２７ｂの弾性は高いことが好ましい。

以上、第３の実施形態の通信媒体の一例であるＩＣカード１２によれば、第１の実施形態（１），（２）、および、第２の実施形態の（３）の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

（４）磁性体２７が、第１結合コイル２４に固定されて、第１結合コイル２４の一部と、ＩＣチップ２２を含めて第１結合コイル２４によって囲まれる領域とを覆うため、磁性体が第１結合コイル２４のみを覆う構成と比較して、第１結合コイル２４の周囲に配置される磁性体の体積が増加する。その結果、第１結合コイル２４と第２結合コイル３３との結合度がさらに高められる。また、ＩＣチップ２２が磁性体２７によって覆われるため、ＩＣカード１２に外力が加わった場合に、ＩＣチップ２２を保護することができる。

（第４の実施形態）
図９を参照して、通信媒体の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態においても、通信媒体はＩＣカードに具体化されている。第４の実施形態は、第２の実施形態と比較して、ＩＣモジュールが保護部材を備えていることが異なる。以下では、第２の実施形態との相違点を中心に説明し、第２の実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。なお、図９は、第４の実施形態のＩＣカードにおいて先の図２に示す断面に相当する断面の一部を拡大して示す図である。

［ＩＣカードの構成］
図９に示されるように、第４の実施形態のＩＣカード１３にて、ＩＣモジュール２０は、第２の実施形態と同様の構成の磁性体２６を備えている。磁性体２６の厚みは、ＩＣチップ２２の厚みと同程度か、やや厚い程度であって、ＩＣチップ２２と磁性体２６とにおける第２基板３１の対向面Ｓ３側の面の高さが揃っていることが好ましい。

ＩＣモジュール２０は、さらに、非金属性の材料から形成された保護部材２８を備えている。保護部材２８は、磁性体２６およびＩＣチップ２２に対して第１基板２１とは反対側から、磁性体２６と、ＩＣチップ２２と、磁性体２６とＩＣチップ２２との間に露出した対向面Ｓ１とを覆っている。すなわち、保護部材２８は、磁性体２６と、ＩＣチップ２２を含めて第１結合コイル２４によって囲まれる領域とを覆っている。

ＩＣモジュール２０は、第２の実施形態と同様に、第１基板２１の外縁部と凹部３６の外縁部における凹部３６の底面とが粘着層３８を介して貼り付けられることによって、カード基体３０に固定されている。

［作用］
第４の実施形態のＩＣカード１３では、ＩＣチップ２２が保護部材２８によって覆われているため、ＩＣカード１３に外力が加わった場合に、ＩＣチップ２２を保護することができる。保護部材２８の材料や、弾性等の特性は、想定される外力の加わり方に応じて決定されればよい。第３の実施形態と比較して、保護部材２８は磁性体である必要はないため、保護部材２８として用いることのできる材料の自由度は高い。したがって、想定される外力の加わり方に応じた適切な材料を用いることによって、より的確にＩＣチップ２２を保護することが可能となる。

以上、第４の実施形態の通信媒体の一例であるＩＣカード１３によれば、第１の実施形態（１），（２）、および、第２の実施形態の（３）の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

（５）ＩＣチップ２２が保護部材２８によって覆われるため、ＩＣカード１３に加わる外力からＩＣチップ２２を保護することができる。特に、ＩＣチップ２２が磁性体によって保護される構成と比較して、保護部材２８として用いることのできる材料の自由度が高いため、より的確にＩＣチップ２２を保護することできる。

（第５の実施形態）
図１０を参照して、通信媒体の第５の実施形態について説明する。第５の実施形態においても、通信媒体はＩＣカードに具体化されている。第５の実施形態は、第２の実施形態と比較して、ＩＣモジュールが保護部材を備えていることが異なる。以下では、第２の実施形態との相違点を中心に説明し、第２の実施形態と同様の構成については同じ符号を付してその説明を省略する。なお、図１０は、第５の実施形態のＩＣカードにおいて先の図２に示す断面に相当する断面の一部を拡大して示す図である。

［ＩＣカードの構成］
図１０に示されるように、第５の実施形態のＩＣカード１４にて、ＩＣモジュール２０は、樹脂製の保護部材２９を備えている。ＩＣチップ２２は、封止材を有さず、保護部材２９は、ＩＣチップ２２に対して対向面Ｓ１とは反対側から、ＩＣチップ２２を覆っている。

ＩＣモジュール２０は、第２の実施形態と同様の構成の磁性体２６を備えている。ただし、磁性体２６の厚みは、ＩＣチップ２２および保護部材２９を合わせた厚みと同程度か、やや厚い程度であって、保護部材２９と磁性体２６とにおける第２基板３１の対向面Ｓ３側の面の高さが揃っていることが好ましい。こうした構成では、磁性体２６において対向面Ｓ３と対向する面、および、保護部材２９において対向面Ｓ３と対向する面は、ＩＣモジュール２０の最外面の一部である当接面を構成している。ＩＣモジュール２０が有する当接面がカード基体３０における凹部３６の底面に当接可能に、ＩＣモジュール２０はカード基体３０に組み付けられている。

［作用］
第５の実施形態のＩＣカード１４では、ＩＣチップ２２が保護部材２９によって覆われているため、ＩＣカード１４に外力が加わった場合に、ＩＣチップ２２を保護することができる。特に、保護部材２９と磁性体２６とにおいて対向面Ｓ３と対向する面の高さが揃っており、ＩＣカード１４に外力が加わった場合には、磁性体２６と保護部材２９が凹部３６の底面に当接し得るため、保護部材２９のみが凹部３６の底面に当接する構成と比較して、ＩＣチップ２２の保護効果が高められる。

また、保護部材２９は、封止材を介さずにＩＣチップ２２を覆っているため、ＩＣチップ２２が個体ごとに切り分けられる前のウェハ状態のときに、保護部材２９を取り付けることが可能である。したがって、ＩＣチップ２２ごとに保護部材を取り付ける場合と比較して、保護部材２９の取り付けを容易に行うことができる。その結果、製造工程が簡略化されてＩＣカード１４の生産効率を高めることも可能となる。

以上、第５の実施形態の通信媒体の一例であるＩＣカード１４によれば、第１の実施形態（１），（２）、および、第２の実施形態の（３）の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。

（６）ＩＣチップ２２が保護部材２９によって覆われ、磁性体２６と保護部材２９とが、ＩＣカード１４に外力が加わった場合にカード基体３０に当接可能な当接面を構成するため、外力からＩＣチップ２２を適切に保護することができる。また、保護部材２９が封止材を介さずにＩＣチップ２２を覆っているため、ウェハの段階で、保護部材２９を取り付けることが可能であり、保護部材２９の取り付けを容易に行うことができる。

（変形例）
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することが可能である。
・上記各実施形態では、磁性体２５〜２７は、第１結合コイル２４の周方向にて、ループ形状を形成する導体の全体を覆っているが、磁性体２５〜２７は、第１結合コイル２４の周方向にて第１結合コイル２４の一部のみを覆ってもよい。要は、磁性体は、第１結合コイル２４に固定されて第１結合コイル２４の少なくとも一部を覆っていればよい。

なお、第１基板２１の非対向面Ｓ２と対向する方向から見て、第１基板２１と第２結合コイル３３の少なくとも一部とが重なる場合には、上記非対向面Ｓ２と対向する方向から見て、磁性体２５〜２７は、第２結合コイル３３の少なくとも一部と重なる位置に配置されていることが好ましい。こうした構成によれば、磁性体２５〜２７と第２結合コイル３３との距離が近くなるため、第２結合コイル３３の周囲における磁界強度がより高められる。したがって、第１結合コイル２４と第２結合コイル３３との結合度がさらに高められる。

・第１の実施形態と、第３〜第５の実施形態のいずれかとが組み合わされてもよい。すなわち、第１結合コイル２４のループ形状を有する部分の全体を覆う磁性体２５に加えて、ＩＣモジュールは、ＩＣチップ２２を含めて第１結合コイル２４によって囲まれる領域を覆う磁性体や保護部材、あるいは、封止材を介さずにＩＣチップ２２を覆う保護部材を備えていてもよい。

・ＩＣチップ２２は、少なくとも非接触通信機能を有していればよく、接触通信機能を有していなくてもよい。すなわち、通信媒体は、外部機器と非接触通信によってのみ、通信を行う装置であってもよい。

・通信媒体は、ＩＣカードに限らず、スマートフォン、携帯情報端末等の携帯型や小型の電子機器であって、上述した構成を有するＩＣモジュール、および、基体を備えた電子機器であってもよい。

１０〜１４…ＩＣカード、２０…ＩＣモジュール、２１…第１基板、２２…ＩＣチップ、２３…外部端子、２４…第１結合コイル、２５〜２７…磁性体、２８，２９…保護部材、３０…カード基体、３１…第２基板、３２…アンテナ、３３…第２結合コイル、３４…封止部、３５，３６…凹部。

Claims

ＩＣモジュールと、前記ＩＣモジュールが組み付けられた基体とを備える通信媒体であって、
前記ＩＣモジュールは、
通信端子を有した非接触通信部を備えるＩＣチップと、
前記通信端子に接続され、第１面に沿った平面コイルである第１結合コイルと、
前記第１結合コイルに固定されて前記第１結合コイルの少なくとも一部を覆う磁性体と、を備え、
前記基体は、
アンテナと、
前記アンテナに接続され、前記第１面の面方向に沿って広がる第２面に沿った平面コイルである第２結合コイルであって、前記第１結合コイルと電磁結合可能な位置に配置された前記第２結合コイルと、を備え、
前記磁性体は、前記第１結合コイルに対して前記第２面側に位置している
通信媒体。
前記磁性体は、可撓性を有している
請求項１に記載の通信媒体。
前記ＩＣモジュールは、
前記第１面を有する基板を備え、
前記第１面には、前記ＩＣチップと前記第１結合コイルとが実装され、かつ、前記第１面は、前記基体に貼り付けられる外縁部を備え、
前記磁性体は、前記第１面における前記外縁部を除いた領域のなかで前記第１結合コイルの一部が配置されている領域を前記第１結合コイルの前記一部とともに覆う
請求項１または２に記載の通信媒体。
前記第１結合コイルは、前記ＩＣチップの外側を囲み、
前記磁性体は、前記第１結合コイルの少なくとも一部と、前記ＩＣチップを含めて前記第１結合コイルによって囲まれる領域とを覆う
請求項１〜３のいずれか一項に記載の通信媒体。
前記ＩＣモジュールは、
非金属性の保護部材を備え、
前記第１結合コイルは、前記ＩＣチップの外側を囲み、
前記保護部材は、前記磁性体と、前記ＩＣチップを含めて前記第１結合コイルによって囲まれる領域とを覆う
請求項１〜３のいずれか一項に記載の通信媒体。
前記ＩＣモジュールは、
前記ＩＣチップに対する前記第２面側に位置して、封止材を介さずに前記ＩＣチップを覆う樹脂製の保護部材を備え、さらに、前記ＩＣモジュールの最外面の一部である当接面を有して、前記当接面が前記基体と当接可能な状態で前記基体に組み付けられ、
前記磁性体と前記保護部材とは、前記当接面を構成する
請求項１〜３のいずれか一項に記載の通信媒体。