JP5884465B2

JP5884465B2 - 非接触ｉｃ媒体の製造方法

Info

Publication number: JP5884465B2
Application number: JP2011281423A
Authority: JP
Inventors: 洵介田中
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2016-03-15
Anticipated expiration: 2031-12-22
Also published as: JP2013131122A

Description

コンデンサのトリミングにより通信周波数の調整が可能なＩＣカード等の非接触ＩＣ媒体の製造方法に関する。

従来、ＦｅlｉCａ（登録商標）などの方式で所定の通信を行う非接触ＩＣ媒体では、ＩＣチップ容量のばらつきに依存する媒体ごとの周波数特性ばらつきを補正するために、アンテナパターン中にトリミングが可能なトリミングコンデンサを設けられている。トリミングコンデンサは、レーザ照射等で配線の一部をトリミングし容量調整することで、周波数の調整を行うことができる（引用文献１参照）。

カード型の非接触ＩＣ媒体の場合、アンテナシート基材上にアンテナ及びトリミングコンデンサが形成されたインレイを形成し、トリミングコンデンサのトリミングにより所定の共振周波数に調整する。その後に両面に１又は複数の外装基材等を積層し、ＩＣカードとする。

特開２００４―１２００５５

ところが上述の方法では、カード化前のインレイの状態で周波数を調整するため、外装基材を積層した後では、周波数特性が変化してしまう。特に基材をラミネートして積層すると、基材によって、周波数の落ち込みが生じる。このため、試作時に十分なデータをとって平均的な落ち込み量を推測した上で既述のインレイ状態でのトリミング切断量を推測計算し行っていた。しかしＩＣチップ容量のばらつきが多分にあるため、算出される周波数の落ち込み量の精度を画一的に対応できないため、最終的なＩＣカードの状態では、理想的な共振周波数からずれてしまう虞があった。

そこで本願発明では、コンデンサのトリミングによりアンテナの共振周波数の調整が容易かつ高精度な非接触ＩＣ媒体の製造方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために為された請求項１に係る発明は、ＩＣチップと、ＩＣチップに電気的に接続されたアンテナコイルのパターンと、レーザ光の照射によりトリミングが可能なコンデンサの電極パターンとを備えたインレイを用意し、該インレイの前記電極パターンが形成された側に、前記レーザ光の波長を透過し、かつガラス転移温度が１５０以上の樹脂材料を用いてなる上部カード基材を積層し、相前後して前記電極パターンが形成された側の反対面に下部カード基材を積層し、該インレイと上部カード基材及び下部カード基材を積層した後に、ＩＣカードの上部カード基材上からレーザ照射し、前記電極パターンをトリミングすることを特徴とするＩＣカードの製造方法である。
また請求項２に係る発明は、前記電極パターンをトリミングした後に、カード基材上に絵柄層を設けることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカードの製造方法である。
また請求項３に係る発明は、前記上部カード基材に用いる材料がエンジニアリングプラスチックからなることを特徴とする請求項１又は２に記載のＩＣカードの製造方法である。

本発明に拠れば、レーザ光を透過するカード基材を介して、カード基材積層後にレーザ照射によるトリミングを行うことで、ラミネート等による周波数特性の変化を考慮する必要がなく、ＩＣカードの周波数調整の精度を向上させる事ができる。

本発明に掛かる非接触ＩＣ媒体の積層構造を示す模式図である。本発明に掛かるトリミングコンデンサの電極パターンの例を示す模式図である。本発明に掛かる非接触ＩＣ媒体においてトリミング例を示す模式図である。

図１は、本発明に掛かる非接触ＩＣ媒体の積層構造を示す模式図である。非接触ＩＣ媒体１０は、アンテナ基材１２上に、アンテナパターン１１及びトリミングコンデンサの電極パターンを形成し、ＩＣチップ１５を実装したインレイを上下のカード基材（１３，１４）で挟み、積層してなる。カード基材は、コア基材、中間基材、外装基材など複数層積層しても良い。

図２は、アンテナ基材１２上のアンテナパターン１１及びトリミングコンデンサの電極パターン２１の例を示す模式図である。図２の例では、トリミングコンデンサは櫛型電極２１と、アンテナ基材のくし型の電極との反対面には形成された対向電極２４、アンテナパターンと接続するジャンパー線等を備えている。さらに、ＩＣ１５を実装するための電極２３が形成されている。そして、２〜３ＭＨｚ程度の範囲で周波数を調整できるように、複数のトリミングコンデンサを、並列に連結するように配列している。アンテナコイル、トリミングコンデンサのくし型電極及び対向電極のパターンはそれぞれアルミニウムや銅等の金属箔のエッチングや金属めっき、あるいは銀ペーストや金属微粒子を含むインクを用いたレーザー照射等で銀ペーストが炭化する印刷方法等各種印刷法等で形成することができる。アンテナパターン及びトリミングコンデンサの電極パターンを同時に形成すれば製造工程を減らすことができる。

非接触ＩＣ媒体１０は、図３に示すように、トリミングコンデンサの電極パターン２１の一部をトリミングにより除去又は絶縁化することにより、周波数特性の調整を行うことができる。トリミングは、トリミングコンデンサの電極パターン２１上に積層されたカード基材側からトリミング位置にレーザ光を照射することで行う。用いるレーザの種類としては、カード基材に用いる樹脂材料での吸収が少なく、金属での吸収がある、波長１μｍ程度のレーザが好ましい。具体的には、ＹＡＧレーザ（１０６４ｎｍ）、ＹＶＯ４レーザ（１０６４ｎｍ）等を好適に用いることができる。

カード基材は、アンテナ基材１２上のトリミングコンデンサのくし型の電極２１のパターンが形成された側に積層された上部カード基材１３と、反対側の面に積層された下部カード基材１４とで構成されている。このうち少なくとも上部カード基材については、トリミングのために照射するレーザに対してできるだけ透過率が高い材料を選択することが好ましい。レーザ光の透過率が低いとカード基材でレーザ光が吸収され、炭化したカード基材によってレーザ光が遮断され、トリミングする電極に到達しない虞がある。

上部カード基材１３に用いる材料としては、レーザ光波長において透明なレーザー透過基材であるバイエルマテリアルサイエンス社Makrofol Transparent laser 750061等の基材であれば特に制限はない。また、上部カード基材のうち、電極パターンに接している層は、耐熱性に優れていることが好ましい。金属にレーザ光が照射されることで、加熱されるためである。例えばガラス転移温度が１５０℃以上の樹脂材料を用いる。上部カード基材の具体的な材料の例としては、ポリカーボネートなどの透光性、耐熱性を向上させたエンジニアリングプラスチックが挙げられる。

また、上部カード基材１３を複数の基材から構成する場合、基材各層の界面での反射を抑制するために、屈折率の近い材料を用いて、基材の融着による一体化が好ましい。例えば、ポリカーボネートを各層の主材として用いた場合、熱ラミネートにより融着させ、一体化することが可能なので、各層での反射をなくすことができる。

アンテナ基材１２、下部カード基材１４は、上部カードに用いることができる材料に加え、ポリカーボネート、植物由来ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリシロキサン１，４−ジメチルフタレート、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリメチルメタアクリレート、透明アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合合成樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアセタール、塩化ビニル材料、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体材料、テレフタル酸とシクロヘキサンジメタノール及びエチレングリコールとの共重合体材料、または前述の共重合体とポリカーボネート及び／又はポリアリレートとのポリマーアロイからなる非晶質ポリエステル材料、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂材料等を用いることができる。また、天然あるいは人工の繊維からなる紙、合成紙基材を用いても良い。

上部カード基材１３、アンテナ基材１２、下部カード基材１４は、それぞれの界面で自融着する樹脂材料を選択すれば、各層を一体化させることで接着性が良く、剥離を抑制することができる。これには例えば上述のようにポリカーボネートのような自己融着性を持つ材料を用いればよい。

上述のように、インレイに上部カード基材１３及び下部カード基材１４を積層した後、許容周波数の範囲に対して実測された周波数のズレから、トリミングするトリミングコンデンサの量を算出し、ＩＣカードのカード基材上からレーザ照射し、所定数のトリミングコンデンサの電極パターンをトリミングする。本発明に拠れば、カード基材の積層後にトリミングを行うため、ラミネート等による周波数特性の変化を考慮する必要がなく、周波数調整の精度を向上させる事ができる。

周波数調整の精度向上のさらなるメリットとしては、許容される周波数特性をより限定することができる点が挙げられる。許容される周波数特性を限定することにより、ＩＣチップのすり替えによる周波数特性の変化に対してシビアになるので、セキュリティの向上にも寄与する。また、ディスプレイモジュールを搭載する搬送が従来インレイよりも困難なものに関して、カード化後のトリミング加工で済ませられることで、ディスプレイモジュールインレイ専用治具等を用意する手間が省略できる。

トリミングコンデンサのトリミングを行った後、上部カード基材１３及び下部カード基材１４上に、隠蔽層、絵柄層、保護層等を設けても良い。隠蔽層は、カード基材が光透過性を有する場合に内部を隠蔽したり、絵柄層の絵柄を映えさせるために、白色等の可視光領域で非透過性の材料で形成される層である。絵柄層は、文字や図形等の情報を印字した層である。保護層は、耐摩耗性、耐薬品性等の目的でカード表面に形成される層である。また、これらの層は、下部カード基材上にのみ、トリミング前に設けておき、トリミング後に上部カード基材上に形成するようにしても良い。また、これらの層は、前記トリミング時のレーザ光波長での透過率が高ければ、トリミング前に上部カード基材及び下部カード基材上に設けてあっても良い。

厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムからなる基材上に、図２の構成で片面にアンテナパターン１１及びトリミングコンデンサの電極パターン２１をアルミニウムのエッチングにより形成した。さらに基材の裏面にアンテナコイルのジャンパー線及びトリミングコンデンサの対向電極２４を形成した後、アンテナパターンとジャンパー線の接続及びＩＣチップの実装を行った。

上記アンテナコイル、トリミングコンデンサ、ＩＣチップを形成した基材の両面に、厚さ１００μｍの結晶性ポリカーボネート（バイエルマテリアルサイエンス社製）をラミネートにより積層して、ＩＣカードを作製した。

カード化品の周波数を測定し、目標値からの差分を計算した上で積層したＩＣカードのトリミングコンデンサの電極パターン２１を形成した側の面から、レーザ光を照射し、コンデンサのトリミングを行った。レーザには、波長１０６４ｎｍのＹＶＯ４レーザマーカー（Ｋｅｙｅｎｃｅ社製）を用いた。照射条件は、走査速度１０ｍｍ／ｓ、レーザ出力電流２０A、Ｑスイッチ周波数１０ｋＨｚとした。

ＩＣカードの表面には、レーザ照射の痕は視認されなかった。また、トリミング前後の共振周波数を測定したところ、トリミング前の共振周波数が１３．３５ＭＨｚであったのに対して、トリミング後は共振周波数が１３．５８ＭＨｚとなっていることが確認できた。

１０・・・ＩＣカード
１１・・・アンテナパターン
１２・・・アンテナ基材
１３・・・上部カード基材
１４・・・下部カード基材

Claims

ＩＣチップと、ＩＣチップに電気的に接続されたアンテナコイルのパターンと、レーザ光の照射によりトリミングが可能な複数のトリミングコンデンサの電極パターンとを備えたインレイを用意し、
該インレイの前記電極パターンが形成された側に、前記レーザ光の波長を透過し、かつガラス転移温度が１５０以上の樹脂材料を用いてなる上部カード基材を積層し、
相前後して前記電極パターンが形成された側の反対面に下部カード基材を積層し、
該インレイと上部カード基材及び下部カード基材を積層した後に、ＩＣカードの上部カード基材上からレーザ照射し、前記電極パターンをトリミングすることを特徴とするＩＣカードの製造方法。
前記電極パターンをトリミングした後に、カード基材上に絵柄層を設けることを特徴とする請求項１に記載のＩＣカードの製造方法。
前記上部カード基材に用いる材料がエンジニアリングプラスチックからなることを特徴とする請求項１又は２に記載のＩＣカードの製造方法。