JP4541246B2

JP4541246B2 - 非接触ｉｃモジュール

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Publication number: JP4541246B2
Application number: JP2005228746A
Authority: JP
Inventors: 秀則石橋; 喜栄石川
Original assignee: Toppan Forms Co Ltd
Current assignee: Toppan Edge Inc
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2010-09-08
Anticipated expiration: 2025-08-05
Also published as: JP2006203852A

Description

本発明は、ＩＣチップおよびこのＩＣチップの一面に配されたアンテナを有する非接触通信体を備えた非接触ＩＣモジュールに関するものである。

近年、非接触ＩＣカードなどのＲＦＩＤ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）用途の情報記録メディアのように、電磁波を媒体として外部から情報を受信し、また、外部に情報を送信できるようにした非接触ＩＣモジュールが広く一般に供用されている。

非接触ＩＣモジュールを搭載した製品の一例である非接触ＩＣラベルや非接触ＩＣカードは、ＩＣチップおよびこのＩＣチップに電気的に接続されたアンテナを有する非接触通信体を備えている。そして、このアンテナが情報読取／書込装置からの電磁波を受信すると、共振作用によりアンテナに起電力が発生する。この起電力によりＩＣチップが起動し、ＩＣチップ内の情報が信号化され、この信号がアンテナから発信される。アンテナから発信された信号は、情報読取／書込装置のアンテナで受信され、コントローラーを介してデータ処理装置へ送られ、信号識別などのデータ処理が行われる。

一方、最近、例えば紙幣や有価証券あるいは金券類の偽造防止のために、これら紙幣や有価証券類を形成する紙などのシート材の製造時に、スレッドと称されるリボン状の細片を漉き込んで製造したシート材が知られている。上述した非接触ＩＣモジュールの利用法の１つとして、非接触ＩＣモジュールをこうしたスレッドに適用することで、スレッドによる偽造防止効果をさらに高め、スレッド自体に情報の送受信機能を持たせた偽造防止用スレッドが知られている（特許文献１）。

特許文献１に記載された偽造防止用スレッドは、ＩＣチップ上に形成されたオンチップアンテナだけでは、アンテナの面積が限られるために起電力に限界があり、通信距離が非常に短くなってしまうため、ＩＣチップに接触して電気的に接続された外部アンテナ（ブースターアンテナ）を設け、通信可能となる範囲を広げる工夫が盛り込まれている。
特開２００４−１３９４０５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された偽造防止用スレッドにおいて、ＩＣチップを導電性接着剤によって外部アンテナの一端に接合して用いるので、この電気的接点として機能する接触式接合部は機械的強度が極めて弱い。そのため、特に偽造防止用スレッドを紙など可撓性のあるシート材に漉き込む場合、漉き込む工程や、その後の使用過程において、シート材の撓みなどによってＩＣチップと外部アンテナとの電気的接点が局所的にまたは広い範囲に渡って離接した状態となり、外部アンテナが機能しなくなる虞があった。

また、こうした電気的接点を無くしてＩＣチップと外部アンテナとを非接触に配置することも考えられるが、スレッドはアスペクト比が極めて高い形状を成しているため、搭載できる外部アンテナの形状が限定されてしまい、外部アンテナを効果的に機能できるように配置することが困難であった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、撓みや変形が生じた際に、ブースター用のアンテナの機能が阻害されることのない非接触ＩＣモジュールを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、ＩＣチップおよび該ＩＣチップの一面に配され、角形状に周回してなる第１アンテナを有する非接触通信体と、ブースター用の第２アンテナと、これを載置する基板とを備える非接触ＩＣモジュールであって、前記第２アンテナは、長手方向において、幅の狭い第１領域と、該第１領域の両端にそれぞれ連なり、前記第１領域よりも幅の広い第２領域および第３領域とからなり、前記第２アンテナの前記第１領域は、前記第２アンテナの長手方向の中央部において凹部をなし、該凹部の内側に前記非接触通信体が配置され、前記凹部は、前記ＩＣチップの３辺に略平行に隣接し、かつ、前記ＩＣチップに対して残りの１辺が開放部分となるように形成されたことを特徴とする非接触ＩＣモジュールが提供される。
また、本発明によれば、ＩＣチップおよび該ＩＣチップの一面に配され、角形状に周回してなる第１アンテナを有する非接触通信体と、ブースター用の第２アンテナと、これを載置する基板とを備える非接触ＩＣモジュールであって、前記第２アンテナは、長手方向において、ミアンダライン形状の第１領域と、該第１領域の両端にそれぞれ連なり、前記第１領域よりも幅の広い矩形の第２領域および第３領域とからなり、前記第２アンテナの前記第１領域は、前記第２アンテナの長手方向の中央部においてアンテナの一部の３辺にて凹部をなし、該凹部の内側に前記非接触通信体が配置され、前記凹部は、前記ＩＣチップの３辺に略平行に隣接し、かつ、前記ＩＣチップに対して残りの１辺が開放部分となるように形成されたことを特徴とする非接触ＩＣモジュールが提供される。
このような非接触ＩＣモジュールによれば、第２アンテナの少なくとも一辺と、ＩＣチップの一面に形成された第１アンテナの少なくとも一辺との間で、誘導電流による非接触で電気的な接続が可能になる。よって、本発明の非接触ＩＣモジュールは、第２アンテナとＩＣチップとの間に設けられていた接触式接合部が不要となり、例えば、スレッドや非接触式電子カードなどに用いられても、断線などの電気的な故障などが生じる虞がないので、第２アンテナはその機能が損なわれることなく信頼性の高い通信が可能になる。

これにより、第１領域において電流密度を高めることができるので、送受信距離を延ばしつつ、確実で信頼性の高い信号の送受信が可能になる。

これにより、第２アンテナ自体の形状を変化させなくとも、第２アンテナと第１アンテナとが略平行に対面する部分を増やすことができるので、電流密度を高めて、確実で信頼性の高い信号の送受信が可能になる。

前記第１アンテナと前記第２アンテナは、前記基板の一面上に離れて配置されていてもよい。これにより、製造時に一方の面側だけを加工するだけでよいので、製造工程の簡略かとともに、製造コストの抑制、低減も図ることが可能になる。

前記第１アンテナと前記第２アンテナは、前記基板の厚み方向に離れて配置されていてもよい。これにより、第１アンテナと第２アンテナはＩＣチップのサイズに応じた階層にレイアウトが可能になる。ゆえに、第２アンテナによる第１アンテナの通信能力の最適設計も図ることができる。

前記基板は、前記ＩＣチップを内在させるための収納部を備えた第１部、前記第１部に対面して配される第３部、前記第１部と前記第３部との間に配され、両者を接着する機能を備えた第２部から構成されていれば良い。これにより、基板の任意の深さに界面を設定することができ、この界面に対して第１アンテナと第２アンテナをそれぞれ任意の深さに設定することが可能となるので、第２アンテナによる第１アンテナの通信能力の最適設計を図ることができる。

前記第２アンテナは前記基板を構成する第１部の上に形成され、前記第２アンテナの一面と前記第１アンテナの一面とが略同一平面をなしていればよい。これにより、両者間を最近接となる状態に設けることができるので、電流密度を最も高めることが可能となる。ゆえに、送受信距離を延ばしつつ、確実で信頼性の高い信号の送受信が可能な非接触ＩＣモジュールが得られる。

前記凹部の奥行により、前記第２アンテナの放射特性が制御されればよい。凹部の奥行を広げることにより、電流密度を高め、確実で信頼性の高い信号の送受信が可能になる。

前記非接触ＩＣモジュールは、特にスレッドとして好適に用いられる。スレッドは、紙に漉き込んだり、混入したりして、偽造防止などの目的で用いられるが、ＩＣチップを搭載したスレッドとして非接触ＩＣモジュールを利用することができる。

前記第１部は紙からなり、前記第３部はフィルムから構成されればよい。こうした構成により、ＩＣチップはその側面や底面が紙の繊維端で支えられる。また、フィルムによって非接触ＩＣモジュール全体の強度が高められる。よって、例えば、スレッドや非接触式電子カードなどに用いられても、断線などの電気的な故障などが生じる虞がなく、強度的にも優れ、信頼性の高い通信が可能になる。

かかる構成によれば、ブースター用のアンテナの少なくとも一辺と、ＩＣチップの一面に形成されたオンチップアンテナの少なくとも一辺とを、非接触でかつ略平行に設けたので、従来、アンテナとＩＣチップとの間に設けられていた接触式接合部が不要となり、断線などの電気的な故障などが生じることがなくなるから、信頼性を高めることができる。また、ブースターアンテナとＩＣチップが非接触に設けられているので、ＩＣチップを回収するなどの、ＩＣチップとアンテナを基材などから剥離する際に非常に効率的である。さらに、ブースター用のアンテナの第１領域に凹部を設けたので、ブースターアンテナ自体の形状を変化させなくとも、放射特性の向上、放射特性の調節を図ることができる。

本発明の非接触ＩＣモジュールによれば、ブースターアンテナを設けたので、従来、アンテナとＩＣチップとの間に設けられていた接触式接合部が不要となり、断線などの電気的な故障などが生じることがなくなるから、信頼性を高めることができる。また、ブースターアンテナとＩＣチップが非接触に設けられているので、ＩＣチップを回収するなどの、ＩＣチップとアンテナを基材などから剥離する際に非常に効率的である。さらに、ブースターアンテナに凹部を設けたので、ブースターアンテナ自体の形状を変化させなくとも、放射特性の向上、放射特性の調節を図ることができる。そして、非接触通信体がオンチップアンテナ型の場合には、従来よりも大幅に通信距離を向上することができるから、従来オンチップアンテナ型の非接触通信体が適用できなかったアプリケーションへの適用が可能となる。

以下、本発明を実施した非接触ＩＣモジュールについて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る非接触ＩＣモジュールの一実施形態を示す概略平面図である。また、図２は、図１におけるＡ−Ａ線での切断したときの非接触ＩＣモジュールの斜視図である。図１、図２中、符号１０は非接触ＩＣモジュール、１１は基板、１２は非接触通信体、１３はＩＣチップ、１４はオンチップアンテナ（第１アンテナ）、１５はブースターアンテナ（第２アンテナ）、１６は凹部をそれぞれ表している。

この非接触ＩＣモジュール１０は、基板１１と、非接触通信体１２と、ブースターアンテナ（第２アンテナ）１５とから概略構成されている。

非接触ＩＣモジュール１０では、非接触通信体１２およびブースターアンテナ１５は基板１１の一方の面１１ａに設けられている。また、ブースターアンテナ１５の長手方向の中央部には、ブースターアンテナ１５の長辺の外縁を基端とし、ブースターアンテナ１５の長手方向と垂直に凹むように凹部１６が設けられている。そして、凹部１６内には、非接触通信体１２がブースターアンテナ１５と非接触に配されている。

非接触通信体１２は、ＩＣチップ１３と、ＩＣチップ１３上に設けられ、ＩＣチップ１３に電気的に接続されたオンチップアンテナ（第１アンテナ）１４とから構成されている。オンチップアンテナ１４は、ＩＣチップ１３の一面上に、角形状に周回された導体からなる。

ブースターアンテナ（第２アンテナ）１５は、非接触ＩＣカードなどの非接触ＩＣモジュールに利用できる極超短波帯〈ＵＨＦ〉やマイクロ波帯の電波の周波数（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）の半波長を受信できる形状をなすように基板１１の一方の面１１ａに設けられている。この実施形態では、ブースターアンテナ１５の形状はポール状をなしている。また、ブースターアンテナ１５の長手方向Ｌにおけるの長さＬ１は、非接触ＩＣカードなどの非接触ＩＣモジュールに利用できる極超短波帯〈ＵＨＦ〉やマイクロ波帯の電波の周波数（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）の半波長に相当する長さとなっている。

ブースターアンテナ（第２アンテナ）１５は、その長手方向Ｌにおいて、幅の狭い第１領域１５ａと、この第１領域１５ａの両端にそれぞれ連なって第１領域１５ａよりも幅の広い第２領域１５ｂおよび第３領域１５ｃからなる。こうしたブースターアンテナ１５の第１〜第３領域１５ａ〜１５ｃは、導電性箔から一体に形成されていれば良い。

ブースターアンテナ１５の第１領域１５ａに形成される凹部１６は、ブースターアンテナ１５における電流分布の最も高いところに設けられている。ところで、ブースターアンテナ１５のようなポール状のアンテナでは、その長手方向において、図３に示すような電流分布をなしている。すなわち、ポール状のブースターアンテナ１５では、その長手方向の中央部において電流分布が最も高くなっている。

また、第１領域１５ａに形成される凹部１６は、この内部に配される非接触通信体１２とほぼ同一の形状に形成されていることが好ましい。さらに、非接触通信体１２と凹部１６は非接触に設けられているが、両者の間の隙間はできる限り小さくなるように凹部１６を形成し、かつ、両者の間の隙間はできる限り小さくなるように凹部１６内に非接触通信体１２を配することが好ましい。

なお、非接触通信体１２のオンチップアンテナ（第１アンテナ）１４は、少なくともその一辺がブースターアンテナ（第２アンテナ）１５の少なくとも一辺対して非接触でかつ略平行になるよう配されていればよく、第１領域１５ａに特に凹部１６が形成されていなくても、第２領域１５ｂおよび第３領域１５ｃよりも幅の狭い第１領域１５ａの少なくとも一辺対して、オンチップアンテナ（第１アンテナ）１４の一辺が平行であればよい。

さらに、凹部１６の奥行（ブースターアンテナ１５の長辺の外縁を基端とする深さ）Ｌ２は、できる限り大きいことが好ましい。凹部１６の奥行Ｌ２を大きくするにしたがって、第２領域１５ｂおよび第３領域１５ｃに対する第１領域１５ａの奥行Ｌ３が狭められる。これにより、第１領域１５ａの電流密度が高まる。結果的に凹部１６内の非接触通信体１２が配される領域に発生する磁界の強度を大きくすることができる。よって、凹部１６の奥行Ｌ２を調整することにより、ブースターアンテナ１５の放射特性（放射電流、指向性）を制御することができる。

基板１１は、例えば、第１部１７と第３部１９と、この第１部１７と前記第３部１９とを接着する第２部１８の３層から構成されていれば良い。第１部１７には、ブースターアンテナ１５の第１領域１５ａに形成される凹部１６の深さ方向における延長部分を成す矩形状の収納部１７ａが形成されている。こうした収納部１７ａは、ブースターアンテナ１５の凹部１６とともに非接触通信体１２を収納する空間を成す。なお、収納部１７ａは、基板１１の中央部に矩形状に形成する以外にも、基板１１の側辺部分で１辺が開いた切り欠き状に形成しても良い。

第１部１７は紙から形成されるのが好ましく、これ以外にも、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維などの無機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたもの、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などの有機繊維からなる織布、不織布、マット、紙などまたはこれらを組み合わせたものや、あるいはこれらに樹脂ワニスを含浸させて成形した複合基材であってもよい。

第３部１９はフィルム、例えば樹脂フィルムから形成されるのが好ましく、これ以外にも、例えば、ポリアミド系樹脂基材、ポリエステル系樹脂基材、ポリオレフィン系樹脂基材、ポリイミド系樹脂基材、エチレン−ビニルアルコール共重合体基材、ポリビニルアルコール系樹脂基材、ポリ塩化ビニル系樹脂基材、ポリ塩化ビニリデン系樹脂基材、ポリスチレン系樹脂基材、ポリカーボネート系樹脂基材、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合系樹脂基材、ポリエーテルスルホン系樹脂基材などのプラスチック基材や、あるいはこれらにマット処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、紫外線照射処理、電子線照射処理、フレームプラズマ処理、オゾン処理、または各種易接着処理などの表面処理を施したものなどの公知のものから選択して用いられる。これらの中でも、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、またはポリイミドからなる電気絶縁性のフィルムまたはシートが好適に用いられる。

第１部１７と第３部１９とを接合し、かつ凹部１６と収納部１７ａで非接触通信体１２を固定する接着層を成す第２部１８は、ホットメルト接着剤、熱硬化型接着剤、湿気硬化型接着剤、二液混合硬化型接着剤、光硬化型接着剤、粘着剤などが好ましく用いられる。

非接触通信体１２を構成するＩＣチップ１３としては、特に限定されず、非接触通信体１２をなすＩＣチップ１３の１面に形成されたオンチップアンテナ１４を介して非接触状態にて情報の書き込みおよび読み出しが可能なものであれば、非接触型ＩＣタグや非接触型ＩＣラベル、あるいは非接触型ＩＣカードなどのＲＦＩＤメディアに適用可能なものであればいかなるものでも用いられる。

非接触通信体１２を構成するオンチップアンテナ（第１アンテナ）１４は、ＩＣチップ１３の一方の面にポリマー型導電インクを用いて角形状に周回してなるパターンにスクリーン印刷により形成されてなるもの、導電性箔をエッチングしてなるもの、電気メッキや静電メッキ、あるいは金属蒸着など各種形成法が採用可能である。

本発明におけるポリマー型導電インクとしては、例えば、銀粉末、金粉末、白金粉末、アルミニウム粉末、パラジウム粉末、ロジウム粉末、カーボン粉末（カーボンブラック、カーボンナノチューブなど）などの導電微粒子が樹脂組成物に配合されたものが挙げられる。

樹脂組成物として熱硬化型樹脂を用いれば、ポリマー型導電インクは、２００℃以下、例えば１００〜１５０℃程度でオンチップアンテナ１４をなす塗膜を形成することができる熱硬化型となる。オンチップアンテナ１４をなす塗膜の電気の流れる経路は、塗膜をなす導電微粒子が互いに接触することによる形成され、この塗膜の抵抗値は１０〜５Ω・ｃｍオーダーである。

また、本発明におけるポリマー型導電インクとしては、熱硬化型の他にも、光硬化型、浸透乾燥型、溶剤揮発型といった公知のものが用いられる。

光硬化型のポリマー型導電インクは、光硬化性樹脂を樹脂組成物に含むものであり、硬化時間が短いので、製造効率を向上させることができる。光硬化型のポリマー型導電インクとしては、例えば、熱可塑性樹脂のみ、あるいは熱可塑性樹脂と架橋性樹脂とのブレンド樹脂組成物（特にポリエステルポリオールとイソシアネートによる架橋系樹脂など）に、導電微粒子が６０質量％以上配合され、ポリエステル樹脂が１０質量％以上配合されたもの、すなわち、溶剤揮発型かあるいは架橋／熱可塑併用型（ただし熱可塑型が５０質量％以上である）のものなどが好適に用いられる。

また、オンチップアンテナ１４において耐折り曲げ性がさらに要求される場合には、このポリマー型導電インクに可撓性付与剤を配合することができる。可撓性付与剤としては、例えば、ポリエステル系可撓性付与剤、アクリル系可撓性付与剤、ウレタン系可撓性付与剤、ポリ酢酸ビニル系可撓性付与剤、熱可塑性エラストマー系可撓性付与剤、天然ゴム系可撓性付与剤、合成ゴム系可撓性付与剤およびこれらの２種以上の混合物が挙げられる。

一方、オンチップアンテナ１４をなす導電性箔としては、銅箔、銀箔、金箔、白金箔、アルミニウム箔などが挙げられる。

ブースターアンテナ１５は、基板１１の一方の面１１ａ、例えば第１部１７の一面上に、ポリマー型導電インクを用いて所定のパターン状にスクリーン印刷により形成されてなるものか、もしくは、導電性箔をエッチングしてなるものである。第１部１７を紙で形成する場合には、導電性トナーを用いたトナー定着などを好ましく用いることができる。ブースターアンテナ１５は、第１領域１５ａの少なくともその一辺が非接触通信体１２のオンチップアンテナ１４の少なくとも一辺対して非接触でかつ略平行になるよう形成されればよく、好ましくは第１領域１５ａに凹部１６を形成すればよい。ブースターアンテナ１５は、第１領域１５ａ、第２領域１５ｂおよび第３領域１５ｃを一体に形成すれば良いが、それぞれ別体に形成して電気的に接続されていても良い。

次に、この非接触ＩＣモジュール１０の動作について説明する。非接触ＩＣモジュール１０では、ブースターアンテナ１５が情報読取／書込装置（図示略）からの電波を受信すると、ブースターアンテナ１５には、その長手方向Ｌに沿って交流電流が流れる。このブースターアンテナ１５を流れる交流電流により、ブースターアンテナ１５の周りには交流電流の流れる方向を中心軸とする磁界が発生する。

そして、ブースターアンテナ１５の周りに発生した磁界により、非接触通信体１２をなすＩＣチップ１３の１面に形成されたオンチップアンテナ１４には誘導起電力が発生し、この誘導起電力によりＩＣチップ１３が起動し、ＩＣチップ１３内の情報が信号化され、この信号がオンチップアンテナ１４から発信される。
オンチップアンテナ１４から発信された信号は、ブースターアンテナ１５を介して発信され、情報読取／書込装置のアンテナで受信されて、コントローラーを介してデータ処理装置へ送られ、識別などのデータ処理が行われる。

このように、この実施形態の非接触ＩＣモジュール１０は、ブースターアンテナ１５の第１領域１５ａの少なくとも１辺に対して、オンチップアンテナ１４の少なくとも１辺が非接触で略平行に配されているから、これらブースターアンテナ１５とオンチップアンテナ１４とが非接触であっても、両者の間に電磁誘導によって電気的な接続が保たれる。特に、オンチップアンテナ１４の少なくとも１辺と略平行になるブースターアンテナ１５の第１領域１５ａは、第２領域１５ｂおよび第３領域１５ｃよりもその幅が狭められるように形成されているので、この第１領域１５ａの電流密度が高められ、オンチップアンテナ１４との間で効率的に電磁誘導による電気的な導通が保たれ、非接触通信体１２の通信特性（通信距離）を向上することができる。その結果、従来、オンチップアンテナだけを搭載していた非接触通信体が適用できなかったアプリケーションへの適用が可能となる。

また、凹部１６の奥行Ｌ２を調整することにより、ブースターアンテナ１５の放射特性（放射電流、指向性）を制御することができるから、所望の通信特性を有する非接触ＩＣモジュールを容易に得ることができる。凹部１６は奥行方向に向かって幅が広がるように形成することによって、放射特性（放射電流、指向性）をさらに最適に制御することも可能である。

このように、凹部１６はブースターアンテナ１５の第１領域１５ａに形成されて電流分布の最も高いところを成すので、ブースターアンテナ１５における磁界の強度が最も大きい領域に非接触通信体１２のオンチップアンテナ１４が配されることになり、ブースターアンテナ１５と非接触通信体１２とが電気的に非接触であっても、両者が接続されたものと同様の電磁誘導を利用することが可能となり、非接触通信体１２の通信特性（通信距離）を向上することができる。

このような非接触ＩＣモジュール１０は、紙幣や金券類などを構成する紙などに漉き込まれるスレッドとして利用することができる。例えば、図４に示すように、紙３１の間に非接触ＩＣモジュール１０をＩＣを搭載したＩＣスレッドとして挟み込むように漉き込んだり、あるいは、図５に示すように、紙３１の間に非接触ＩＣモジュール１０の一部が紙３１の表面まで表出するように屈曲させて漉き込んだりすることもできる。

このように非接触ＩＣモジュール１０をスレッドとして紙幣や金券類などを構成する紙などに漉き込むと、流通過程や使用時にこの非接触ＩＣモジュール１０の部分が折り曲げられたり大きな圧力が掛かることも考えられるが、上述したように、ブースターアンテナ１５と非接触通信体１２とを電気的に非接触にして、ブースターアンテナ１５とオンチップアンテナ１４との間で電磁誘導によって電気的な接続を保っているので、ストレスによって従来のようにブースターアンテナと非接触通信体との電気的な接点が外れたりして、ブースターアンテナ１５と非接触通信体１２との電気的な断線の恐れがない。

次に、上述したような構成の非接触ＩＣモジュール１０の製造方法について説明する。本発明の非接触ＩＣモジュール１０の製造にあたっては、まず図６に示すように、第３部１９を構成するフィルム４１を用意する。そしてこのフィルム４１の一面に第２部１８を成す接着材層４２を塗布などによって形成する（図７参照）。図８に示すように、接着材層４２の上に、第１部１７を成す紙４３を貼り付け、フィルム４１と紙４３とが接着材層４２を介して貼着された基板１１が形成される。

次に、図９に示すように、この基板１１の一面、即ち第１部１７を成す紙４３の一面にブースターアンテナ１５を構成する導電性箔などの導電体層４４が形成される。導電体層４４の形成は、例えば、スクリーン印刷法によって開口４４ａが形成されるように導電体層４４の印刷を行う。これにより、予め開口４４ａが形成された導電体層４４が形成される。なお、第１部１７を成す紙４３を接着材層４２に貼着する前に、予め紙４３の一面に導電体層４４を形成し、こうした導電体層４４を形成した紙４３を接着材層４２に貼着する手順が採用されても良い。

続いて、図１０に示すように、導電体層４４の開口４４ａが形成されている位置において、開口４４ａと同じ大きさで第１部１７を除去し、導電体層４４から第２部１８を成す接着材層４２の上面まで達する開口４５を形成する。なお、第１部１７の開口４５は、導電体層４４の開口４４ａよりも小さいサイズに形成されていても良い。こうした開口４５は、例えば、レーザ光線による形成や、所定のマスクパターンを形成した後、エッチングによって形成するなどの方法によって行われれば良い。

このような開口４５を形成することによって、導電体層４４は、第２領域１５ｂおよび第３領域１５ｃと、それより幅が狭められた第１領域１５ａからなるブースターアンテナ１５の形状に形成されるとともに、その第１領域１５ａには凹部１６が形成される。また、導電体層４４の下層の第１部１７を成す紙４３は、開口４５によって非接触通信体１２を収納するための収納部１７ａが形成される。

こうした開口４５の形成後に、図１０中の破線Ｃに沿って、１つ１つの非接触ＩＣモジュール１０に相当するモジュール基板４６に切断される（図１１参照）。

そして、図１２に示すように、モジュール基板４６の開口４５から非接触通信体１２を挿入すると、開口４５の底部で露出していた接着材層４２によって非接触通信体１２が固定され、非接触ＩＣモジュール１０が完成する。なお、非接触通信体１２はモジュール基板４６の中央部に配されていても、あるいはモジュール基板４６の側辺部分に配されていてもよい。非接触通信体１２をモジュール基板４６の中央部に配する場合には、収納部１７ａを第１部１７の中央部に矩形状の開口を持つ凹みとして形成すれば良い。また、非接触通信体１２をモジュール基板４６の側辺部に配する場合には、収納部１７ａを第１部１７の側辺で一方が開いた切り欠き状に形成すれば良い。また、非接触通信体１２を挿入する際に、非接触通信体１２を成すＩＣチップ１３の一面に形成されているオンチップアンテナ１４とブースターアンテナ１５とが略同一平面上に位置するようにするのが好ましい。

次に、上述した非接触ＩＣモジュール１０の第２の製造方法について説明する。なお、上述した製造方法と同様な部材には同じ番号を付す。非接触ＩＣモジュール１０の第２の製造方法では、まず図１３に示すように、第３部１９を構成するフィルム４１の一面に第２部１８を成す接着材層４２を塗布などによって形成し、さらにこの接着材層４２の上に、第１部１７を成す紙４３を貼り付け、フィルム４１と紙４３とが接着材層４２を介して貼着された基板１１を形成する。

次に、図１４に示すように、この基板１１の一面、即ち第１部１７を成す紙４３の一面にブースターアンテナ１５を構成する導電性箔などの導電体層４４が形成される。導電体層４４の形成は、例えば、導電体を含むペーストを塗布したり、金属薄膜を貼り付けたりすればよい。

続いて、図１５に示すように、導電体層４４の所定位置から第２部１８を成す接着材層４２の上面まで達する開口４５を形成する。こうした開口４５は、例えば、レーザ光線による形成や、所定のマスクパターンを形成した後、エッチングによって形成するなどの方法によって行われれば良い。

こうした開口４５の形成後に、図１５中の破線Ｃに沿って、１つ１つの非接触ＩＣモジュール１０に相当するモジュール基板４６に切断され、最後にモジュール基板４６の開口４５から非接触通信体１２を挿入すると、開口４５の底部で露出していた接着材層４２によって非接触通信体１２が固定され、非接触ＩＣモジュール１０が完成する（図１６参照）。なお、この製造方法においても、非接触通信体１２はモジュール基板４６の中央部に配されていても、あるいはモジュール基板４６の側辺部分に配されていてもよい。

なお、上述した２つの製造方法においては、例えばレーザ光によって少なくとも第１部１７に開口４５を形成した後で、１つ１つの非接触ＩＣモジュール１０に相当するモジュール基板４６に切断しているが、これ以外にも、先に個々のモジュール基板に切断した後で、少なくとも第１部に開口を形成するという手順で製造されても良く、製造方法における各工程の順番が限定されるものではない。

なお、上述した実施形態では、基板１１の一方の面１１ａに、非接触通信体１２およびブースターアンテナ１５が設けられた非接触ＩＣモジュール１０を例示したが、本発明の非接触ＩＣモジュールはこれに限定されない。本発明の非接触ＩＣモジュールにあっては、厚みの薄い基材などを用いて、この基材のブースターアンテナが配されている面とは反対の面、かつ、ブースターアンテナの凹部に対向する位置に非接触通信体を配してもよい。このような構成の非接触ＩＣモジュールであっても、上述の実施形態と同様の効果が得られる。

また、この実施形態では、ブースターアンテナ（第２アンテナ）１５として、ポール状のアンテナを例示したが、本発明の非接触ＩＣモジュールはこれに限定されない。本発明の非接触ＩＣモジュールにあっては、ブースターアンテナの長手方向の長さが非接触ＩＣモジュールに利用できる極超短波帯〈ＵＨＦ〉やマイクロ波帯の電波の周波数（３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ）の半波長に相当する長さで、かつ、凹部がブースターアンテナにおける電流分布の最も高いところに設けられていれば、ブースターアンテナの形状はいかなるものであってもよい。

本発明の非接触ＩＣモジュールにあっては、ブースターアンテナ（第２アンテナ）としては、例えば、図１７に示すような形状のものや、図１９に示すような形状のものであってもよい。

図１７に示すブースターアンテナ２０は弓形状をなし、その長手方向の中央部には凹部２１が設けられている。このブースターアンテナ２０では、図１８に示すように、長手方向の中央部、すなわち凹部２１が設けられている領域において電流分布が最も高くなるような電流分布をなしている。

また、図１９に示すブースターアンテナ２２は形状の異なる２つの台形が連設された形状をなし、その長手方向の中央部よりも端部寄りの領域には凹部２３が設けられている。このブースターアンテナ２２では、図２０に示すように、中央部よりも端部寄りの領域、すなわち凹部２３が設けられている領域において電流分布が最も高くなるような電流分布をなしている。

他にも、ブースターアンテナ（第２アンテナ）の形状としては、例えば、図２１に示すように、ブースターアンテナ（第２アンテナ）４１の第１領域４１ａを凹部としないで、ブースターアンテナ４１の一辺と、ＩＣチップ４２の一面に形成されたオンチップアンテナ（第１アンテナ）４３の一辺とが非接触でかつ略平行を成し、かつブースターアンテナ４１の第２領域４１ｂと第３領域４１ｃとが第１領域４１ａよりも広げられた形状であってもよい。

また、例えば、図２２に示すように、ミアンダラインと称される形状の第１領域４５ａと、このミアンダラインの第１領域４５ａに接続される矩形の第２領域４５ｂと第３領域４５ｃからなる形状のブースターアンテナ（第２アンテナ）４５であってもよい。こうしたブースターアンテナ（第２アンテナ）４５では、ミアンダラインを形成する凹部の１つにオンチップアンテナ（第１アンテナ）４７が囲まれる形態にＩＣチップ４６が配置される。

更に、例えば、図２３に示すように、第２領域４８ｂと第３領域４８ｃとを非対称形に形成し、かつ第１領域４８ａをミアンダラインで形成した形状のブースターアンテナ（第２アンテナ）４８であってもよい。こうした実施形態では、オンチップアンテナ（第１アンテナ）４９が形成されたＩＣチップ５１が、基板５０の中心よりも第３領域４８ｃ側に寄って配されていてもよい。

本発明の非接触ＩＣモジュールにあっては、ブースターアンテナ（第２アンテナ）の基板の厚み方向に対する形成位置も、各種形態が採用可能である。例えば、図２４に示す非接触ＩＣモジュール６１では、基板６２の第１部６３と、第３部６５との間にブースターアンテナ（第２アンテナ）６６を形成した。ブースターアンテナ（第２アンテナ）６６は、例えば紙から形成された第１部６３の一面（下面）側に形成され、接着層である第２部６４を介して第３部６５と対面する形状を成している。また、オンチップアンテナ（第１アンテナ）はＩＣチップ６８の第２部６４側に形成され、オンチップアンテナ（第１アンテナ）とブースターアンテナ（第２アンテナ）６６とは略同一平面とされる。

また、例えば、図２５に示す非接触ＩＣモジュール７１では、ブースターアンテナ（第２アンテナ）７６は、例えばフィルムから形成された第３部７３の一面（上面）側に形成され、接着層である第２部７４を介して第１部７５と対面する形状を成している。また、オンチップアンテナ（第１アンテナ）が形成されたＩＣチップ７８の第１部７５側に配されている。この実施形態においても、オンチップアンテナ（第１アンテナ）はＩＣチップ７８の第２部７４側に形成され、オンチップアンテナ（第１アンテナ）とブースターアンテナ（第２アンテナ）７６とは対面方向で略同一平面とされる。

図２６に示す非接触ＩＣモジュール８１ではブースターアンテナ（第２アンテナ）８６を、例えばフィルムから形成された第３部８３の一面（外面）側に形成した。また、オンチップアンテナ（第１アンテナ）はＩＣチップ８８の第２部８４側に形成され、オンチップアンテナ（第１アンテナ）とブースターアンテナ（第２アンテナ）８６とは厚み方向に離間して形成されている。

本発明の非接触ＩＣモジュールは、物流または図書管理はもとより、紙幣や有価証券、金券類の偽造防止に用いられるスレッドなどにも適用できる。

本発明に係る非接触ＩＣモジュールの一実施形態を示す概略平面図である。図１の非接触ＩＣモジュールの破断斜視図ある。ブースター用のアンテナの電流分布を示すグラフである。非接触ＩＣモジュールのスレッドとしての適用例を示す断面図である。非接触ＩＣモジュールのスレッドとしての適用例を示す断面図である。非接触ＩＣモジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの第２の製造方法の一工程を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの第２の製造方法の一工程を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの第２の製造方法の一工程を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの第２の製造方法の一工程を示す斜視図である。ブースター用のアンテナの他の例を示す概略平面図である。ブースター用のアンテナの電流分布を示すグラフである。ブースター用のアンテナの他の例を示す概略平面図である。ブースター用のアンテナの電流分布を示すグラフである。ブースター用のアンテナの他の例を示す概略平面図である。ブースター用のアンテナの他の例を示す概略平面図である。ブースター用のアンテナの他の例を示す概略平面図である。非接触ＩＣモジュールの他の構成例を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの他の構成例を示す斜視図である。非接触ＩＣモジュールの他の構成例を示す斜視図である。

符号の説明

１０・・・非接触ＩＣモジュール、１１・・・基板、１２・・・非接触通信体、１３・・・ＩＣチップ、１４・・・オンチップアンテナ（第１アンテナ）、１５，２０，２２・・・ブースターアンテナ（第２アンテナ）、１５ａ・・・第１領域、１５ｂ・・・第２領域、１５ｃ・・・第３領域、１６，２１，２３・・・凹部、１７・・・第１部、１７ａ・・・収納部、１８・・・第２部、１９・・・第３部。

Claims

ＩＣチップおよび該ＩＣチップの一面に配され、角形状に周回してなる第１アンテナを有する非接触通信体と、ブースター用の第２アンテナと、これを載置する基板とを備える非接触ＩＣモジュールであって、
前記第２アンテナは、長手方向において、幅の狭い第１領域と、該第１領域の両端にそれぞれ連なり、前記第１領域よりも幅の広い第２領域および第３領域とからなり、
前記第２アンテナの前記第１領域は、前記第２アンテナの長手方向の中央部において凹部をなし、該凹部の内側に前記非接触通信体が配置され、前記凹部は、前記ＩＣチップの３辺に略平行に隣接し、かつ、前記ＩＣチップに対して残りの１辺が開放部分となるように形成されたことを特徴とする非接触ＩＣモジュール。
ＩＣチップおよび該ＩＣチップの一面に配され、角形状に周回してなる第１アンテナを有する非接触通信体と、ブースター用の第２アンテナと、これを載置する基板とを備える非接触ＩＣモジュールであって、
前記第２アンテナは、長手方向において、ミアンダライン形状の第１領域と、該第１領域の両端にそれぞれ連なり、前記第１領域よりも幅の広い矩形の第２領域および第３領域とからなり、
前記第２アンテナの前記第１領域は、前記第２アンテナの長手方向の中央部においてアンテナの一部の３辺にて凹部をなし、該凹部の内側に前記非接触通信体が配置され、前記凹部は、前記ＩＣチップの３辺に略平行に隣接し、かつ、前記ＩＣチップに対して残りの１辺が開放部分となるように形成されたことを特徴とする非接触ＩＣモジュール。
前記第１アンテナと前記第２アンテナは、前記基板の一面上に離れて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触ＩＣモジュール。
前記第１アンテナと前記第２アンテナは、前記基板の厚み方向に離れて配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触ＩＣモジュール。
前記基板は、前記ＩＣチップを内在させるための収納部を備えた第１部、前記第１部に対面して配される第３部、前記第１部と前記第３部との間に配され、両者を接着する機能を備えた第２部からなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の非接触ＩＣモジュール。
前記第２アンテナは前記基板を構成する第１部の上に形成され、前記第２アンテナの一面と前記第１アンテナの一面とが略同一平面をなしていることを特徴とする請求項５に記載の非接触ＩＣモジュール。
前記凹部の奥行により、前記ブースターアンテナの放射特性が制御されてなることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触ＩＣモジュール。
前記非接触ＩＣモジュールは、スレッドとして用いられることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の非接触ＩＣモジュール。
前記第１部は紙からなり、前記第３部はフィルムからなることを特徴とする請求項５に記載の非接触ＩＣモジュール。