JP2000222544A - 非接触データキャリア及び非接触データキャリアの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面状態が良好な非接触データキャリアを歩
留よく得る。 【解決手段】 回路部品１と送受信アンテナ２を接続し
た内部部品３の上下に、ポリエステル等の熱可塑性樹脂
やフェノール樹脂などの熱硬化性樹脂から作製された樹
脂シート４ａをそれぞれ重ね合わせ、内部部品３を挟み
込む。さらに、内部部品３を挟み込んだ樹脂シート４ａ
の外面に、内部部品３に対応する領域に開口７が設けら
れたアルミニウム薄膜からなるテンプレート６を重ね合
わせる。この後テンプレート６の外面にステンレス板９
を重ね合わせて熱プレスする。その後、所定の形状に打
ち抜き、内部部品３が樹脂層４により封止され、当該樹
脂層４の表面に、内部部品３に対応する領域の周辺領域
にテンプレート層５が設けられたカード状の非接触デー
タキャリア２０を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非接触データキャ
リア及び非接触データキャリアの製造方法に関する。具
体的には、ＩＣチップを主な内部部品として持ち、非接
触で外部装置との間で信号を送受信する非接触データキ
ャリア及び当該非接触データキャリアの製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】非接触データキャリアシステムは、所持
して非接触データキャリアと呼ばれる応答器と、ホスト
側に接続される質問器とで構成され、これら応答器と質
問器との間で、磁気、誘導電磁界、マイクロ波（電波）
などの伝送媒体を介して非接触で交信を行う点を特徴と
している。このシステムは、応答器をさまざまな物品に
取付け、その物品に関する情報を質問器により遠隔的に
読み取ってホストに提供し、物品に関する情報処理を実
現する。

【０００３】非接触データキャリアシステムの情報伝達
方式としては一般に、電磁結合方式、電磁誘導方式、マ
イクロ波方式、あるいは光通信方式などが知られてい
る。これらの方式の中で、電磁結合方式、電磁誘導方式
やマイクロ波方式では、質問器からの伝送信号のエネル
ギーを応答器の駆動電力として用いることができる。そ
して、伝送信号そのものを駆動源にし得ることから、応
答器に電池などの駆動源を内臓させる必要がある他の同
様の方式に比較して、電池出力の低下に起因する応答能
力の劣化がなく、電池寿命に起因する応答器の使用限界
がないなどの大きな利点がもたらされている。

【０００４】図５に非接触データキャリアシステムの全
体的な構成を示す。同図に示すように、非接触データキ
ャリアシステムは質問器１０と応答器（非接触データキ
ャリア）２０から構成される。

【０００５】質問器１０は、質問器１０の全体制御を行
う主制御部１１と、ホスト装置とのデータの入出力を制
御するインターフェイス部１１と、非接触データキャリ
ア２０より受信したタグ情報などを蓄積する読み出し／
書き込み可能なＲＡＭなどの記憶部１３と、送信情報を
パラレル信号からシリアル信号に変換し、かつ応答器２
０からの受信信号をシリアル信号からパラレル信号に変
換する信号変換部１４と、送信信号を例えばＡＳＫ（Am
plitude Shift Keying) 方式、ＦＳＫ（Frequency Shif
t Keying ）方式等で伝送用の信号に変調する変調部１
５と、受信信号を復調する復調部１６と、送信アンテナ
１７と、受信アンテナ１８とを備えて構成される。

【０００６】応答器（非接触データキャリア）２０は、
この非接触データキャリア２０の全体制御を行う主制御
部２１と、タグ情報を蓄積するＥＥＰＲＯＭ等の電源バ
ックアップ不要な記憶部２２と、送信情報をデジタル信
号からアナログ信号に変換し、且つ質問器１０からの受
信信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する信号
変換部２３と、送信信号をＡＳＫ方式、ＦＳＫ方式等で
伝送用の信号に変調する変調部２４と、受信信号を復調
する復調部２５と、送信アンテナ２６と、受信アンテナ
２７とを備えて構成される。

【０００７】この非接触データキャリアシステムの基本
的な交信手順は次の通りである。まず、質問器１０は、
非接触データキャリア２０に対するタグ情報読取りのた
めの質問信号を発する。非接触データキャリア２０は、
該質問信号の受信可能な範囲に入るとこれを受信して、
記憶部２２に記憶されているタグ情報を応答信号として
発信する。この応答信号を質問器１０が受信、解読し
て、タグ識別情報としてホスト装置に送る。

【０００８】図６はこのような応答器２０の構成を示す
平面図、図７は当該応答器２０の構成を示す断面図であ
る。このように応答器２０（非接触データキャリア）
は、質問器１０との間で信号を送受信するためのアンテ
ナ２と回路部品１を主体として構成され、耐久性・耐環
境性を考慮して、通常、樹脂などによってアンテナ２や
回路部品１などの内部部品３を気密に封止した構造を有
している。アンテナ２としては、価格や生産性などの面
から銅製の銅線により形成したコイルが多用され、その
回路部品１としては例えばエポキシ基板１ａの表面に銅
製の回路パターンと端子部を形成し、これにアンテナ２
をワイヤボンディングしたものが一般的である。アンテ
ナ２は、通常、外径３０〜２００μｍの銅線により形成
されるコイルの２つの端線（導線部）１ｃは、溶接ある
いはハンダ付けによって回路部品１の端子部に接続され
る。そして、これらの内部部品３を気密に封止する樹脂
材料としては、塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタ
レート樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン
共重合体樹脂など熱可塑性樹脂、あるいはエポキシ樹
脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹
脂が用いられている。

【０００９】応答器２０は、通常、これら熱可塑性樹脂
や熱硬化性樹脂からなる２枚の樹脂シートにコイル及び
回路部品１を挟み込むことによって封止される。すなわ
ち、コイル及び回路部品１の上下から樹脂シートを重ね
合わせ、２枚の樹脂シートで内部部品３を挟み込む。

【００１０】次いで、内部部品３を挟み込んだ樹脂シー
トをさらに２枚のステンレス板で挟み込み、当該ステン
レス板の両側から熱プレスすることによりコイル及び回
路部品１を樹脂層４により気密に封止し、その後所定に
大きさに打ち抜き加工することにより、応答器２０が作
製される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記方法
においては、樹脂シートで回路部品１を挟み込んでいる
ため、回路部品１、特にＩＣチップ１ｂの存在領域にお
いて樹脂シートに外側に膨らみを生じる。この結果、得
られた非接触データキャリア（応答器）２０の表面が平
滑にならず、凹凸を生じてしまう。このため、厚みのバ
ラツキが大きい、あるいは、凹凸が生じるため印刷工程
にスムーズに移行することができなかったという問題点
があった。

【００１２】また、熱プレス時の押圧で回路部品３の位
置ずれを起こし、所定の位置に内部部品３を封止でき
ず、非接触データキャリアの歩留まりが低下するという
問題も生じていた。図中、１ｃは回路部品１とアンテナ
２を継ぐ導線を示す。

【００１３】本発明はこのような事情を鑑みてなされた
ものであり、表面状態が良好な非接触データキャリアを
歩留りよく得ることを、その目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的のた
め、いわゆるテンプレート層を使用することにより、得
られた非接触データキャリアの表面を平滑にすると共
に、内部部品の位置ずれを防止しようとするものであ
る。

【００１５】本発明の非接触データキャリアは、情報を
記憶する記憶素子を含む回路部品と、外部機器と非接触
で信号を送受信するためのアンテナと、及び該アンテナ
と前記回路部品とを電気的に接続する導線部がほぼ同一
の平面上に配置されてなる内部部品を封止した樹脂層を
具備するカード状の非接触データキャリアであって、プ
レス成形前に前記樹脂層の両面で、前記内部部品に対応
する領域の周辺領域に、凹部若しくは開口部が形成され
ている金属薄膜からなるテンプレート層を配置し、該テ
ンプレート層の前記凹部若しくは開口部が前記内部部品
の領域に整合する位置に配置されていることを特徴とす
る。

【００１６】また、請求項２記載の非接触データキャリ
アは、請求項１記載の非接触データキャリアにおいて、
前記テンプレート層は、アルミニウム薄膜であることを
特徴としている。

【００１７】さらに、請求項３の非接触データキャリア
は、前記テンプレート層の前記凹部若しくは開口部が、
規則的に形成れていることを特徴とする。

【００１８】また、本発明の非接触データキャリアの製
造方法は、請求項４記載のように、情報を記憶する記憶
素子を含む回路部品と、外部機器と非接触で信号を送受
信するためのアンテナと、及び該アンテナと前記回路部
品とを電気的に接続する導線部がほぼ同一の平面上に配
置されてなる内部部品を樹脂材料で封止するカード状の
非接触データキャリアの製造方法であって、前記内部部
品を樹脂シートで挟み込むと共に、該樹脂シートの両面
に、前記内部部品に対応する領域に凹部若しくは開口部
が形成されている金属薄膜からテンプレートを、該テン
プレート層の前記凹部若しくは開口部が前記内部部品の
領域に整合する位置で重ね合わせて熱プレスして、前記
内部部品を封止することを特徴とする。

【００１９】また、請求項５記載の非接触データキャリ
アの製造方法は、前記テンプレート層が、アルミニウム
薄膜であることを特徴としている。

【００２０】さらに、請求項６の非接触データキャリア
の製造方法は、前記テンプレート層の前記凹部若しくは
開口部が、規則的に形成れていることを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の非接触データキャ
リアの構成を示す断面図で、（ａ）はプレス前の非接触
データキャリアの断面図、（ｂ）はプレス後の同断面図
を示す。図２は図１の非接触データキャリアの製造方法
を示す概略説明図、図３は図２に示す非接触データキャ
リアの製造に用いられるテンプレートの平面図、図４は
本発明の別な非接触データキャリアの構成を示す断面図
である。

【００２２】図１に示す非接触データキャリア（応答
器）２０は、回路部品１及び送受信用のアンテナ２から
なる内部部品３が樹脂層４により封止されている。

【００２３】回路部品１は、例えばエポキシ基板１ａの
表面に銅製の回路パターンと端子部を形成し、これにＩ
Ｃチップ１ｂをはんだ付けしたものが用いられる。ＩＣ
チップ１ｂは、図５に示した応答器の構成において送受
信アンテナ２を除く各機能回路部を内臓したものであ
る。送受信アンテナ２としては例えば銅製のコイルが用
いられている。図中１ｃは、ＩＣチップ１ｂとアンテナ
２を継ぐ導線を示す。

【００２４】封止用の樹脂材料としては、エポキシ樹
脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹
脂、塩化ビニール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹
脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹
脂、ポリスチレン樹脂等の熱可塑性樹脂が挙げられる。
本発明においては、これらの樹脂材料から作製された樹
脂シート４ａに内部部品３を挟み込み、熱プレスするこ
とにより樹脂層４が形成される。

【００２５】当該樹脂シート４ａとしては、厚さが
０．０１mm〜０．４mm程度のものが好適に用いられる。
厚さが ０．０１mmよりも薄いと取り扱いが容易でな
く、一方、０．４mmを越えるとテンプレートを使用する
メリットがなくなる。

【００２６】本発明の非接触データキャリア２０にあっ
ては、図１（ａ）に示すように、上記樹脂層４の表裏面
にテンプレート層５が、該テンプレート５の開口部７が
内部部品３すなわち回路部品１及びアンテナ２に対応す
る領域に整合する位置に開口されている。具体的にはＩ
Ｃチップ１ｂが実装されたエポキシ基板１ａつまり回路
部品１及びアンテナ２に対応する領域の周辺領域に、該
テンプレート層５の開口部７が位置するように配設され
ている。すなわち、本発明の非接触データキャリア２０
にあっては、回路部品１及びアンテナ２が存在する領域
では樹脂層４のみが形成され、回路部品１及びアンテナ
２が存在しない領域においては樹脂層４及びテンプレー
ト層５が形成されている。

【００２７】本発明にあっては、図１（ｂ）に示すよう
に、樹脂層４の両面を一対のテンプレート６で上下から
挟み込むようにして非接触データキャリア２０が作製さ
れている。このとき、テンプレート６を用いることによ
り、熱プレスによる圧力を均一に分散し、得られた非接
触データキャリア２０の厚みを均一にしようとするもの
である。上記テンプレート層５は、樹脂層４を挟み込む
ときに用いられた該テンプレート６が、樹脂層４と密着
されて樹脂層４の表面に残ったものである。

【００２８】テンプレート６は、図３に示すように、開
口部７が形成されている金属薄膜からなるものである。
テンプレート６は、熱プレスによって圧延されず、樹脂
シート４ａに十分に熱を伝達する材質が選択され、例え
ば金属薄膜、より好ましくは安価にしかも軽量で薄膜状
に得られるアルミニウム薄膜が好適に用いられる。テン
プレート６には、図３に示すように、多数の円形状或い
は多角形状の開口部７が規則的に設けられたものが使用
される。また開口部７の形成は、少なくとも内部部品３
すなわちＩＣチップ１ｂ及びアンテナ２の存在する領域
に対応して設けられていることが必要である。また、開
口部７は、内部部品３の平面寸法よりも大きく作製する
のが好ましく、開口部７をそれよりも大きく形成するこ
とにより、ＩＣチップ１ｂやエポキシ基板１ａなどの回
路部品１及びアンテナ２からなる内部部品３の周辺に十
分な封止樹脂が流れ込み、内部部品３を気密に封止する
ことができる。

【００２９】また、非接触データキャリア２０の製造に
おいては、ひとつひとつの内部部品３を樹脂シート４ａ
で挟み込み熱プレスを行うのではなく、図２に示すよう
に、複数の内部部品３をマトリックス状に配置して熱プ
レスを行い、一度に多数の内部部品３を封止することに
している。

【００３０】該テンプレート６の厚さは、上記目的を達
成するために樹脂シート４ａに合わせて適宜選択される
が、概ね０．０１mm〜０．４mm程度のものが好適に用い
られる。０．０１mmよりも薄い場合には取り扱いが困難
になる。また、０．４mmよりも厚くなると、得られた非
接触データキャリア２０の厚みが厚くなるだけでなく、
樹脂シート４ａに重ね合わせた場合に、開口部７から露
出された樹脂シート４ａに十分な圧力が加わらず、樹脂
層４が十分に形成できない場合がある。

【００３１】非接触データキャリア２０は次のようにし
て作製される。つまり、内部部品３の上下に樹脂シート
４ａを重ね合わせ、内部部品３をサンドイッチ状に挟み
込む。次に、樹脂シート４ａの上下面に、上記テンプレ
ート６を重ね合わせる。このとき、テンプレート６の開
口部７が回路部品１及びコイル２の存在領域に対応する
ように位置させる。

【００３２】こうして、テンプレート６を重ね合わせた
後熱プレスする。熱プレスは、テンプレート６の外側か
ら一対のステンレス板９で挟み込み、一定の圧力下、一
定の温度下で行なう。このようにして、テンプレート層
５と樹脂層４とを同時に成形する。その後、所定の大き
さに打ち抜き加工して、非接触データキャリア２０を作
製する。

【００３３】このように本発明にあっては、内部部品
３、特にＩＣチップ１ｂ並びにアンテナ２に対応する領
域に開口部７が整合するように設けられたテンプレート
６を用いているため、内部部品３の存在領域の樹脂シー
ト４ａが外側に膨らむことなく熱プレスできる。この結
果、内部部品３による凹凸を減少できる。また、非接触
データキャリア２０の厚さは、テンプレート６（テンプ
レート層５）の厚みに依存するため、厚み制御を容易に
行える利点もある。さらに回路部品１及びアンテナ２は
テンプレート６の開口部７内に位置決めされるため、熱
プレスの際に回路部品１及びアンテナ２の位置ずれを防
止できる。このため、非接触データキャリア２０の歩留
まりを向上できる。

【００３４】また、テンプレート６は、金属薄膜に内部
部品３の存在領域に向けて凹部８を形設する形でもよ
い。テンプレート層５は内部部品３による段差をなくす
ことができればよく、内部部品３に対応する領域の周辺
領域のみならず、内部部品３に対応する領域の樹脂層４
表面にもテンプレート層５が設けられても全く差し支え
のないものである。すなわち、テンプレート６は、金属
薄膜に開口部７を設けたもののみならず、金属薄膜に内
部部品３の存在領域より大きめの凹部８を設ける形も好
適である。

【００３５】凹部８は、内部部品３の厚みに応じた深さ
に凹部８を形成することも可能であり、凹部の深さは、
１０〜２０μｍでテンプレート６の表面を破壊しない程
度であれば良く、好ましくは１５μｍ前後の深さが好適
である。具体的には、図４に示すように、内部部品１及
びアンテナ２の上面のテンプレート層５には、内部部品
３に対応する領域よりもやや広い領域に浅底の第１の凹
部８ａと、第１の凹部８ａと対峙し内部部品３の領域よ
りもやや広い領域にする深底の第２の凹部８ｂとにより
構成された上下一対の凹部８を形成することもできる。
また、この本実施形態においては、内部部品１及びアン
テナ２の上下面のテンプレート層５には、深さが均一の
凹部８ａ，８ｂと形成しても良いし、一方の深さを調節
するように、上下に配置するテンプレート層５の凹部８
の形状を適宜組合せることにしてもよい。

【００３６】

【実施例】次に実施例について説明する。

【００３７】（実施例１）ＩＣチップ１ｂを実装した平
面寸法 ５mm×５mm、厚さ ０．３mmの回路基板１ａ
と、外径 ２５μｍの導線により形成され直径 １５m
m、厚さ ０．３mmのループ状に巻かれたアンテナ２と
を，外径２５μｍの導製の導線１ｃを用い溶着によって
接続して、内部部品３を作製した。

【００３８】次に、厚さ２５０μｍの塩化ビニル樹脂シ
ート４ａ（サンロイドビップＰＶＣ・筒中プラスチック
社製商品名）を、内部部品３の上下に重ね合わせ、さら
に直径 ３０mmの開口部７が形設された厚さ３０μｍの
テンプレート６を、テンプレート６の開口部７が内部部
品３の存在領域に整合する位置に配置して、重ね合わせ
た。この後、該テンプレート６の外側にそれぞれステン
レス板９，９を重ね合わせ、１７０℃、１０ kg/cm
² で、２０分間加熱加圧した後、室温まで冷却し、シー
ト状の内部部品封止体を得た。最後にこの内部部品封止
体を打ち抜き加工して、図１に示す非接触データキャリ
アを得た。

【００３９】（実施例２）実施例１と同じ内部部品３を
作製し、厚さ ２５０μｍの塩化ビニル樹脂シート４ａ
（サンロイドビップＰＶＣ・筒中プラスチック社製商品
名）を、内部部品３の上下に重ね合わせ、さらに直径
３０mm、深さ １５μｍの凹部が設けられた厚さ ３０
μｍのテンプレート６を、テンプレート６の凹部８が内
部部品３の存在領域に整合する位置に配置して、重ね合
わせた。この後、該テンプレート６の外側にそれぞれス
テンレス板９，９を重ね合わせ、実施例１と同一条件で
シート状の内部部品封止体を得た。最後にこの内部部品
封止体を打ち抜き加工して、図４に示す非接触データキ
ャリアを得た。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、記憶素子あるいは記憶
素子を含む回路部品の存在領域に対応した領域に凹部若
しくは開口部を形成したテンプレートを樹脂シートに重
ねて熱プレスしているので、熱プレスにより厚みが均一
化され、凹凸の少ない非接触データキャリアを提供でき
る。また、非接触データキャリアの厚みは、テンプレー
トの厚みに依存することになり厚み制御も容易に行える
と共に、熱プレスによる回路部品の位置ずれも少なくな
り、非接触データキャリアの歩留まりを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非接触データキャリアの構成を示す断
面図、

【図２】図１の非接触データキャリアの製造方法を示す
説明図、

【図３】図１の非接触データキャリアの製造に用いられ
るテンプレートを示す平面図、

【図４】本発明の別な非接触データキャリアの構成を示
す断面図、

【図５】非接触データキャリアシステムの一般的な全体
構成を示すブロック図、

【図６】図５の非接触データキャリアの構成を示す平面
図、

【図７】図５の非接触データキャリアの構成を示す断面
図。

【符号の説明】

１……回路部品 １ａ…エポキシ基板 １ｂ…ＩＣチップ ２……送受信アンテナ ３……内部部品 ４……樹脂層 ４ａ…樹脂シート ５……テンプレート層 ６……テンプレート ７……開口部 ８……凹部 ８ａ…第１の凹部 ８ｂ…第２の凹部 ９……ステンレス板 ２０……非接触データキャリア（応答器）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｋ 105:20 Ｂ２９Ｌ 31:34

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 情報を記憶する記憶素子を含む回路部品
   と、外部機器と非接触で信号を送受信するためのアンテ
   ナと、及び該アンテナと前記回路部品とを電気的に接続
   する導線部がほぼ同一の平面上に配置されてなる内部部
   品を封止した樹脂層を具備するカード状の非接触データ
   キャリアであって、 プレス成形前に前記樹脂層の両面で、前記内部部品に対
   応する領域の周辺領域に、凹部若しくは開口部が形成さ
   れている金属薄膜からなるテンプレート層を配置し、該
   テンプレート層の前記凹部若しくは開口部が前記内部部
   品の領域に整合する位置に配置されていることを特徴と
   する非接触データキャリア。
2. 【請求項２】 前記テンプレート層が、アルミニウム薄
   膜であることを特徴とする請求項１記載の非接触データ
   キャリア。
3. 【請求項３】 前記テンプレート層の前記凹部若しくは
   開口部が、規則的に形成れていることを特徴とする請求
   項１又は２記載の非接触データキャリア。
4. 【請求項４】 情報を記憶する記憶素子を含む回路部品
   と、外部機器と非接触で信号を送受信するためのアンテ
   ナと、及び該アンテナと前記回路部品とを電気的に接続
   する導線部がほぼ同一の平面上に配置されてなる内部部
   品を樹脂材料で封止するカード状の非接触データキャリ
   アの製造方法であって、 前記内部部品を樹脂シートで挟み込むと共に、該樹脂シ
   ートの両面に、前記内部部品に対応する領域に凹部若し
   くは開口部が形成されている金属薄膜からテンプレート
   を、該テンプレート層の前記凹部若しくは開口部が前記
   内部部品の領域に整合する位置で重ね合わせて熱プレス
   して、前記内部部品を封止することを特徴とする非接触
   データキャリアの製造方法。
5. 【請求項５】 前記テンプレート層は、凹部若しくは開
   口部が形成されたアルミニウム薄膜であることを特徴と
   する請求項４記載の非接触データキャリアの製造方法。
6. 【請求項６】 前記テンプレート層の前記凹部若しくは
   開口部が、規則的に形成れていることを特徴とする請求
   項４又は５記載の非接触データキャリア。