JP5975936B2 - アンテナシート及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はアンテナコイルを有するアンテナシート及びその製造方法に関するものである。

特定の周波数を送信する送受信装置と、この送受信装置に対して無線により非接触方式で応答する共振回路を有するＩＣカードとを組み合わせた識別システムは、鉄道等の交通機関の定期券や、高速道路の自動料金徴収システム、流通業界における商品管理システム等で既に実用化されている。

また、一般に知られるＩＣカードは、アンテナとなるワイヤとＩＣチップをＩＣカード用ＰＥＴ樹脂フィルムに埋め込むという方法で製造されていた。しかしながら、そのようなＩＣカードは、厚みが大きく、部品点数が多いためにコスト高になるという問題があった。

そこで、今日では、表面に接着剤層を介してアルミ箔が積層されたＰＥＴ樹脂フィルムを用意し、そのＰＥＴ樹脂フィルム上のアルミ箔をエッチングにより一部除去し、そのＰＥＴ樹脂フィルム上に渦巻き状をしたアンテナコイルパターンとパッド（接点）を設けたアンテナシートを形成し、そのアンテナシート上にＩＣチップ、コンデンサまたは導電性部材（以下、これらを総称して「ＩＣチップ等」という）を搭載させて構造を簡素化してなるＩＣカードも知られ、既に実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

その場合、ＩＣチップ等は、一方の電極端子が、アンテナコイルの最外周の線パターンに接続されたパッドと電気結合され、他方の電極端子が、アンテナコイルの最内周の線パターンに接続されたパッドと電気結合される。

特開２００５−４５１６１号公報。

上述したように、アンテナシート上にＩＣチップ等を搭載する場合は、ＩＣチップ等の一方の電極端子を、アンテナコイルの最外周の線パターンに接続されているパッドに電気結合し、他方の電極端子をアンテナコイルの最内周の線パターンに設けられているパッドに電気結合させている。したがって、渦巻き状をしたアンテナコイルの内側にＩＣチップ等を配設する場合、アンテナコイルの最外周の線パターンの一部は、アンテナコイル上を横切るように交差した状態で、しかもアンテナコイルと電気的に絶縁された状態で交差させる必要がある。

そこで、従来では、最外周の線パターンがアンテナコイルと交差する部分に、絶縁層を別途設ける、あるいはブリッジ用接続ワイヤパターンを印刷した絶縁シートを貼り付け、アンテナコイルと絶縁をした状態で、アンテナコイルの最外周の線パターンの一部をアンテナコイルの内側へ導くようにしている。

そのため、従来のアンテナシートでは、製造工程が多く、また部点数が多くなるのでコスト高になるという問題点があった。

そこで、部品点数が少なく、コスト低減が可能なアンテナシート及びそれを製造するための方法を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、絶縁シート材と、前記絶縁シート材の表面に形成された渦巻き状に周回する線パターンからなるアンテナコイルと、前記絶縁シート材の前記表面に形成され、前記アンテナコイルの最外周の線パターンに設けられた第１のパッドと、前記絶縁シート材の前記表面に形成され、前記アンテナコイルの最内周の線パターンに設けられた第２のパッドと、前記絶縁シート材の前記表面に形成され、前記アンテナコイル領域の内側に設けられた第３のパッドと、を備えたアンテナシートにおいて、前記第３のパッドは、該第３のパッドの一部を囲むように形成された切り込みにより、一端側が前記絶縁シート材の裏面側に折り畳まれて前記第１のパッドと前記シート材を介して対向重合され、前記絶縁シート材は、前記第１のパッドと前記第３のパッドとが重なる領域に孔が形成され、前記第１のパッドと前記第３のパッドとは、加締め固定により結合されると共に前記孔を介して電気結合されてなる、アンテナシートを提供する。

この構成によれば、切り込みが入れられた第３のパッドの一部を絶縁シートの裏面側に折り畳んで、その第３のパッドの一部を第１のパッドと対向重合させた状態とし、絶縁シート材に孔を穿孔し、その対向重合された第３のパッドの一部と第１のパッドとの間をその対向重合された第３のパッドの一部と第１のパッドとの間を孔を介して加締め固定して電気結合させる。これにより、アンテナコイルの最外周の線パターンをアンテナコイルの最内周の線パターンと同じアンテナコイル領域の内側に導いてなるアンテナシートが簡単に得られる。したがって、アンテナシートの製造工程が単純化されて部品点数を少なくすることができるとともに、アンテナシートの製造コストを低減することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の構成において、上記第２のパッドには、ＩＣチップ、コンデンサまたは導電性部材の一方の電極端子が接続され、上記第３のパッドと接続された第４のパッドには、前記ＩＣチップ、コンデンサまたは導電性部材の他方の電極端子が接続されるアンテナシートを提供する。

この構成によれば、アンテナコイル領域の内側において、アンテナコイルの最内周の線パターンに設けられた第２のパッドとアンテナコイルの最外周の線パターンに接続された第３のパッドにそれぞれ、ＩＣチップ、コンデンサまたは導電性部材の電極端子を接続させると、アンテナシートにＩＣチップ、コンデンサまたは導電性部材を搭載してなる非接触式ＩＣカード等のデータキャリアを容易に形成することができる。

請求項３記載の発明は、(１)絶縁シート材の一表面上に剥離可能に貼着されたアルミ箔の不要部分を除去し、渦巻き状をしたアンテナコイルと、該アンテナコイルの最外周の線パターンに設けられる第１のパッドと、該アンテナコイルの最内周の線パターンに設けられる第２のパッドと、該アンテナコイル領域の内側に設けられる第３のパッドとを形成する工程と、(２)前記第３のパッドの一部を囲むようにして設けられる切り込みを前記絶縁シート材に形成する工程と、(３)前記切り込み箇所から前記第３のパッドの一部を前記絶縁シート材の裏面側に折り畳んで、該折り畳んだ第３のパッドを前記第１のパッドと前記絶縁シート材を介して対向重合させる工程と、(４)前記絶縁シート材の前記第１のパッドと前記第３のパッドとが重なる領域に孔を形成する工程、(５)対向重合させた前記第１のパッドと前記第３のパッドとを加締め固定により結合させると共に前記孔を介して電気的に導通処理する工程とからなる、アンテナシートの製造方法を提供する。

この製造方法によれば、例えば、一表面にアルミ箔が貼着されてロール状に巻かれた絶縁シート材に、アンテナコイルや、第１、第２、第３の各パッド等を印刷した後、エッチング処理等をしてアンテナコイルと、第１、第２、第３のパッド等を形成し、その後、切り込みを入れ、その切り込みの箇所より第３のパッドの一部を裏面側に折り畳んで第１のパッドと対向重合させ、第３のパッドの一部を絶縁シート材の裏面側に折り畳み、絶縁シート材に孔を穿孔し、その対向重合された第３のパッドの一部と第１のパッドとの間を孔を介して加締め固定するだけで、対向重合された第１のパッドと第３のパッドとの間を導通処理する、という一連の作業により、アンテナシートを容易に製造することができる。

発明によれば、アンテナシートの部品点数を少なくして製造工程を単純化することができるので、アンテナシートの製造コストを低減させて安価に提供できる効果が期待される。

本発明の実施形態によるアンテナシートの平面図。 図１に示すアンテナシートのＡ−Ａ線拡大断面図。 図１に示すアンテナシートの製造途中の状態を示す平面図。 本実施形態によるアンテナシートの製造工程を説明するフローチャート。

本発明は、部品点数が少なくコスト低減が可能なアンテナシート及びそれを製造するための方法を提供するという目的を達成するために、絶縁シート材と、前記絶縁シート材の表面に形成された渦巻き状に周回する線パターンからなるアンテナコイルと、前記絶縁シート材の前記表面に形成され、前記アンテナコイルの最外周の線パターンに設けられた第１のパッドと、前記絶縁シート材の前記表面に形成され、前記アンテナコイルの最内周の線パターンに設けられた第２のパッドと、前記絶縁シート材の前記表面に形成され、前記アンテナコイル領域の内側に設けられた第３のパッドと、を備えたアンテナシートにおいて、前記第３のパッドは、該第３のパッドの一部を囲むように形成された切り込みにより、一端側が前記絶縁シート材の裏面側に折り畳まれて前記第１のパッドと前記シート材を介して対向重合され、前記絶縁シート材は、前記第１のパッドと前記第３のパッドとが重なる領域に孔が形成され、前記第１のパッドと前記第３のパッドとは、加締め固定により結合されると共に前記孔を介して電気結合されてなる、ことにより実現した。

以下、本発明の実施形態によるアンテナシートの一実施例を、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施形態によるアンテナシートの平面図、図２は図１に示すアンテナシートのＡ−Ａ線拡大断面図である。また、図３はアンテナシートの製造途中の状態を示す平面図である。図１〜図３において、アンテナシート１０は、絶縁シート材１１と、この絶縁シート材１１上に形成されたアンテナコイル１２、第１のパッド１３、第２のパッド１４、第３のパッド１５、第４のパッド１６等から構成されている。

前記絶縁シート材１１は、例えばＰＥＴ樹脂フィルム等の合成樹脂からなる。一方、アンテナコイル１２と、第１のパッド１３、第２のパッド１４、第３のパッド１５、第４のパッド１６はそれぞれ同じ材料で形成されており、例えば金、銀、銅、アルミニウム等の導電性能の良い金属で形成されている。

前記アンテナコイル１２は、絶縁シート材１１の一表面に印刷等により、渦巻き状に周回形成されている。そして、図１及び図２に示すように、アンテナコイル１２の最外周の線パターン１２ａの一部には、アンテナコイル１２の中心側に向けて突出形成された前記第１のパッド１３が、線パターン１２ａと一体に形成されている。なお、第１のパッド１３が突出された箇所では、その第１のパッド１３との接触を避けるために、各線の一部はアンテナコイル１２の中心側に向けてコの字状に屈曲され(図１中に符号１７を付して示す部分参照)、アンテナコイル１２の外周形状は図１に示すように平面視概略四角形に形成されている。

一方、アンテナコイル１２の最内周の線パターン１２ｂの一端側は、図１に示すように第１のパッド１３と反対側の位置まで引き回されており、その先端部分に前記第２のパッド１４を、第１のパッド１３と略向かい合う状態にして一体に設けている。

また、図１に示すように、アンテナコイル１２で囲まれた内側領域１８内には、補助線パターン１９が、最内周の線パターン１２ｂに沿うようにして形成されている。その補助線パターン１９の一端側は第１のパッド１３と対応する位置まで延ばされており、他端側は最内周の線パターン１２ｂの一端部分と隣接する位置まで延ばされている。そして、補助線パターン１９の一端側に前記第３のパッド１５を一体に設け、他端側に第２のパッド１４と平行な状態にして前記第４のパッド１６を一体に設けている。

なお、図３に示すように、アンテナシート１０の製造途中では、絶縁シート材１１に該第３のパッド１５の一部を囲むようにして、第１パッド１３と対向する側を開口させたコ字状の切り込み２０が設けられている。そして、その切り込み２０の部分において、第３のパッド１５は絶縁シート材１１と共に図２中の矢印２４で示す方向、すなわち絶縁シート材１１の裏面側に折り畳まれて、受け側となる絶縁シート１１の裏面に面密着状態にして配置されている。また、この折り畳まれた状態では、第３のパッド１５の先端部分は、第１のパッド１３と対向した位置、すなわち第１のパッド１３と対向重合されて配置されている。しかしながら、裏面側へ単に折り畳まれた状態では、第１のパッド１３と第３のパッド１５は互いに絶縁シート材１１を介して対向重合されているので、電気的に接合はされていない。

そこで、このアンテナシート１０では、第１のパッド１３と第３のパッド１５が対向重合されている部分の一部の箇所２１に、例えば加熱された複数の針を一面側から他面側に向かって押し付けて絶縁シート材１１に複数の孔を開け、その複数の孔を通して第１のパッド１３の一部と第３のパッド１５の一部との導通処理を図ると同時に、加締め固定をし、これによって第１のパッド１３と第３のパッド１５と補助線パターン１９と第４のパッド１６の導通をとるようにしている。なお、第１のパッド１３と第３のパッド１５との導通処理は、これに限定されるものではない。

したがって、このように構成されたアンテナシート１０は、一表面上にアルミ箔等が貼着された一枚のシート材で形成することができるので、部品点数を少なくして、製造工程を単純化することができる。これにより、アンテナシート１０の製造コストを低減させて、安価に提供することが可能になる。

また、このように形成されたアンテナシート１０に、ＩＣチップ、コンデンサ、または導電性部材、すなわちＩＣチップ２２等に設けられた一方の電極端子(図示せず)を、アンテナコイル領域１８内に設けられている第２パッド１４に接続固定させると共に、他方の電極端子を、同じくアンテナ領域１８内に設けられている第４のパッド１６に接続固定するようにして搭載すると、データキャリアを容易に構成することができることになる。

図４は、上記アンテナシートの製造工程の一例を示すフローチャートである。図４のフローチャートに従って、その製造方法の一例を工程(ａ)〜工程(ｇ)の順に説明する。

工程(ａ)：本実施例のアンテナシート１０を製造するにあたって、まずステップＳ１で、絶縁シート材１１と該絶縁シート材１１の一面に導電性金属箔を形成した可撓性シートを用意する。本実施例の可撓性シートでは、絶縁シート材１１の厚みは約３８ミクロンである。そして、この絶縁シート材１１の表面に厚みが約２ミクロンの接着層を塗布し、更にその上に厚みが約２０ミクロンのアルミ箔を接着させている。しかし、可撓性シートは、必ずしもこれに限定されるものではない。また、絶縁シート材１１とアルミ箔との貼り合わせも、接着層を設けずに樹脂を溶融し、押出機により押し出されるフィルム面にアルミ箔を直接貼り合わせてなるものであってもよい。いずれにしても、ここでは、絶縁シート材１１の表面にアルミ箔を貼り合わせた連続する可撓性シートが用意される。

工程(ｂ)：続いて、ステップＳ２において、耐エッチング性を有する耐酸性あるいは耐アルカリ性のインクを使用してアルミ箔の表面にそれぞれ、図３に示すアンテナコイル１２と、第１のパッド１３、第２のパッド１４、第３のパッド１５、第４のパッド１６をグラビア方式等により印刷する。

工程(ｃ)：次に、ステップＳ３でエッチング処理を行い、印刷パターン以外のアルミ箔部分を除去し、絶縁シート材１１の一表面上にアンテナコイル１２と、第１のパッド１３、第２のパッド１４、第３のパッド１５、第４のパッド１６を形成する。

工程(ｄ)：次に、図３に示すように、第３のパッド１５の一部を囲むようにして設けられる切り込み２０を絶縁シート材１１に形成する。

工程(ｅ)：次に、図１に示すように、切り込み２０で囲まれた絶縁シート材１１の一部と第３のパッド１５の一部を一体に絶縁シート材１１の裏面側に折り畳み、その折り畳んだ第３のパッド１５を、絶縁シート材１１を介して第１のパッド１３と対向重合させる。なお、折り畳んだ絶縁シート材１１の一部は、受け側の絶縁シート材１１に接着固定してもよい。

工程(ｆ)：続いて、対向重合された第１のパッド１３と第３のパッド１５の一部の箇所２１を互いに加締め固定し、第１のパッド１３と第３のパッド１５の導通処理を行う。これにより、アンテナシート１０が完成する。

工程(ｇ)：更に、絶縁シート材１１上にＩＣチップ２２等を搭載し、その後、図３に示す切断予定線２３の部分で、絶縁シート材１１をカッティング処理して個々に切り離すと、データキャリアが作られる。また、このデータキャリアの表裏面には必要に応じて保護フィルム等が貼り付けられる。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。例えば、本実施例の絶縁シート材１１は、ＰＥＴ樹脂フィルムを使用しているが、ＰＥＴ樹脂フィルムに代えて紙等を使用することも可能である。

本発明は、非接触式ＩＣカード等におけるデータキャリア以外にも、一般の電子回路基板にも応用できる。

１０ アンテナシート
１１ 絶縁シート材
１２ アンテナコイル
１２ａ 最外周の線パターン
１２ｂ 最内周の線パターン
１３ 第１のパッド
１４ 第２のパッド
１５ 第３のパッド
１６ 第４のパッド
１７ コの字状に屈曲された部分
１８ アンテナコイルの内側領域
１９ 補助線パターン
２０ 切り込み
２１ 導通処理をされた箇所
２２ ＩＣチップ等
２３ 切断予定線
２４ 折り畳み方向

Claims (3)

1. 絶縁シート材と、前記絶縁シート材の表面に形成された渦巻き状に周回する線パターンからなるアンテナコイルと、前記絶縁シート材の前記表面に形成され、前記アンテナコイルの最外周の線パターンに設けられた第１のパッドと、前記絶縁シート材の前記表面に形成され、前記アンテナコイルの最内周の線パターンに設けられた第２のパッドと、前記絶縁シート材の前記表面に形成され、前記アンテナコイル領域の内側に設けられた第３のパッドと、を備えたアンテナシートにおいて、
   前記第３のパッドは、該第３のパッドの一部を囲むように形成された切り込みにより、一端側が前記絶縁シート材の裏面側に折り畳まれて前記第１のパッドと前記シート材を介して対向重合され、
   前記絶縁シート材は、前記第１のパッドと前記第３のパッドとが重なる領域に孔が形成され、
   前記第１のパッドと前記第３のパッドとは、加締め固定により結合されると共に前記孔を介して電気結合されてなる、ことを特徴とするアンテナシート。
2. 上記第２のパッドには、ＩＣチップ、コンデンサまたは導電性部材の一方の電極端子が接続され、上記第３のパッドと接続された第４のパッドには、前記ＩＣチップ、コンデンサまたは導電性部材の他方の電極端子が接続されることを特徴とする請求項１記載のアンテナシート。
3. 次の工程からなることを特徴とするアンテナシートの製造方法。
   (１)絶縁シート材の一表面上に剥離可能に貼着されたアルミ箔の不要部分を除去し、渦巻き状をしたアンテナコイルと、該アンテナコイルの最外周の線パターンに設けられる第１のパッドと、該アンテナコイルの最内周の線パターンに設けられる第２のパッドと、該アンテナコイル領域の内側に設けられる第３のパッドと、を形成する工程、
   (２)前記第３のパッドの一部を囲むようにして設けられる切り込みを前記絶縁シート材に形成する工程、
   (３)前記切り込み箇所から前記第３のパッドの一部を前記絶縁シート材の裏面側に折り畳んで、該折り畳んだ第３のパッドを前記第１のパッドと前記絶縁シート材を介して対向重合させる工程、
   (４)前記絶縁シート材の前記第１のパッドと前記第３のパッドとが重なる領域に孔を形成し、
   (５)対向重合させた前記第１のパッドと前記第３のパッドとを加締め固定により結合させると共に前記孔を介して電気的に導通処理する工程。

Images