インレイ、及びカバー付インレイ並びに冊子体
【課題】ＩＣモジュールの破損を防止して所望の耐久性を確保しつつ、冊子体等に好適に採用可能なインレイを提供する。
【解決手段】可撓性を有するシートと、シート上に形成されたアンテナコイル４と、アンテナコイル４に接続されたＩＣモジュール２０とを有するインレット３０と、開口部４３を有し、開口部４３とＩＣモジュール２０とが重畳するようにインレット３０に貼り合わされる多孔質性の基材４２とを備えたインレイ４０は、開口部４３の内壁とＩＣモジュール２０の側壁との距離が所定値以下であり、シートにはエンボス加工によってＩＣモジュール収容部７が設けられ、インレット３０は、ＩＣモジュール２０がＩＣモジュール収容部７に収容されて被覆された状態で基材４２と貼り合わされており、基材４２が所定の圧力で押されたときの基材４２の上面とＩＣモジュール２０の上面との段差が所定範囲以内となるように設定されている。
【解決手段】可撓性を有するシートと、シート上に形成されたアンテナコイル４と、アンテナコイル４に接続されたＩＣモジュール２０とを有するインレット３０と、開口部４３を有し、開口部４３とＩＣモジュール２０とが重畳するようにインレット３０に貼り合わされる多孔質性の基材４２とを備えたインレイ４０は、開口部４３の内壁とＩＣモジュール２０の側壁との距離が所定値以下であり、シートにはエンボス加工によってＩＣモジュール収容部７が設けられ、インレット３０は、ＩＣモジュール２０がＩＣモジュール収容部７に収容されて被覆された状態で基材４２と貼り合わされており、基材４２が所定の圧力で押されたときの基材４２の上面とＩＣモジュール２０の上面との段差が所定範囲以内となるように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の読取機と非接触でデータのやり取りが可能なインレイ、及び当該インレイを備えたカバー付インレイ並びに冊子体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板上に巻線アンテナコイルを敷設しＩＣモジュールと接続して外部の読み書き装置とデータ通信を行う非接触型通信ユニット（インレット）を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
そして、このようなインレットを絶縁性の基材で挟んでインレイ（非接触型情報媒体）とし、パスポートや預貯金通帳等の各種冊子体に適用することで、より高いセキュリティ性を付与することが提案されている。
【０００３】
巻線アンテナコイルとＩＣモジュールとが接続されたインレットは、ＩＣモジュールの部分だけ厚みが大きいため、特許文献１には、インレットを挟む基材に凹部を設け、当該凹部にＩＣモジュールのチップを含む突出部分を収容するようにして厚みの差を吸収させることが記載されている。通常凹部は位置合わせの際に生じるずれ等を考慮して突出部分よりも大きく形成されているため、凹部内において、突出部分の周囲には間隙が形成される。
【特許文献１】特許第３７２１５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の各種冊子体は長期間使用されることも多いため、適用されるインレイには高い耐久性が要求される。したがって、多くの場合、候補となるインレイに対しては各種の耐久性試験が行われ、そのすべてに合格したものでなければ各種冊子体には採用されない。
【０００５】
電子パスポートなどに使用されるインレイに課せられる代表的な耐久性試験（国際航空民間機構（ＩＣＡＯ）文書にて規定）の一つとして、ボールペン筆記試験がある（日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ ５６００−５―５を準用）。これは、ボールペン（日本工業規格 ＪＩＳ Ｓ ６０３９を準用）に筆圧を想定した所定の荷重をかけて、冊子体に取り付けられたインレイのＩＣモジュール上を所定回数往復動作させ、インレイの通信機能が保持されているかを確認するというものである。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のような方法でインレイを形成すると、ボールペン筆記試験の際に、ボールペンの先端が基材と突出部分との間隙に落ち込むことがある。落ち込んだボールペンの先端は、突出部分の側面に強い力で衝突するため、当該衝突による衝撃でＩＣモジュールの通信機能が損なわれ、ボールペン筆記試験に合格できなくなることがあるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＩＣモジュールの破損を防止して所望の耐久性を確保しつつ、冊子体等に好適に採用可能なインレイを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、耐久性が高いインレイを備えて、非接触情報通信可能なカバー付インレイ及び冊子体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様であるインレイは、可撓性を有する絶縁性のシートと、前記シート上に形成されたアンテナコイルと、前記アンテナコイルに接続されたＩＣモジュールとを有するインレットと、開口部を有し、前記開口部と前記ＩＣモジュールとが重畳するように前記インレットに貼り合わされる多孔質性基材とを備えたインレイであって、前記開口部の内壁と前記ＩＣモジュールの側壁との距離が所定値以下であり、前記シートは、エンボス加工によって設けられ、前記ＩＣモジュールの少なくとも一部を収容可能なＩＣモジュール収容部を有し、前記インレットは、前記ＩＣモジュールが前記ＩＣモジュール収容部に被覆された状態で、前記多孔質性基材と貼り合わされており、前記多孔質性基材が所定の圧力で押されたときの前記多孔質性基材の上面と前記ＩＣモジュールの上面との段差が所定範囲以内となるように設定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のインレイによれば、多孔質性基材が所定の圧力で押されたときの多孔質性基材の上面とＩＣモジュールの上面との段差が所定範囲以内となり、かつＩＣモジュールに作用する力の一部がＩＣモジュール収容部によって緩衝されるので、ボールペン等がＩＣモジュールの上面を通過する際に落下やせん断応力等によってＩＣモジュールが破損されることが好適に防止される。
【００１０】
前記段差の所定範囲は、−３５マイクロメートル（μｍ）以上３０μｍ以下であってもよい。この場合、上述のボールペン筆記試験によって所定の点圧等が作用しても当該試験に良好に合格できるインレイとすることができる。
【００１１】
前記シートのビッカース硬さは３４．０以下であってもよい。この場合、保護層として機能するシートが一般的なＩＣモジュールよりも充分に低い硬度を有するため、好適にＩＣモジュールの破損を防止することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様であるカバー付インレイは、本発明のインレイと、前記インレイの一方の面に貼り合わされたカバー部材とを備えることを特徴とする。
また、本発明の第３の態様である冊子体は、本発明のインレイを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明のカバー付インレイ及び冊子体によれば、耐久性が高いインレイを備えることによって、長期間安定した状態で非接触情報通信可能なカバー付インレイ及び冊子体とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のインレイによれば、ＩＣモジュールの破損を防止して所望の耐久性を確保しつつ、冊子体等に好適に採用可能なインレイを提供することができる。
また、本発明のカバー付インレイ及び冊子体によれば、耐久性が高いインレイを備えて、非接触情報通信可能なカバー付インレイ及び冊子体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態のインレイについて、図１から図８を参照して説明する。本実施形態のインレイは、アンテナシートとＩＣモジュールとからなるインレットの両面を、シート状の基材で挟みこんで形成されている。以下、インレイを構成する各部について説明する。
【００１６】
（アンテナシート）
図１（ａ）は本実施形態のインレイに取り付けられるアンテナシート１の平面図であり、図１（ｂ）は底面図である。図１（ａ）に示すように、アンテナシート１は、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）により形成された可撓性を有する絶縁性の基板（シート）２を備えている。基板２の厚さは、例えば、約０．０２ミリメートル（ｍｍ）〜約０．１０ｍｍの範囲から適宜選択されるが、本実施形態においては、０．０３ｍｍ（３０μｍ）に設定されている。基板２の表面には、アンテナ回路３が形成されている。
【００１７】
アンテナ回路３は、基板２の形状に対応する略矩形のらせん状に形成されたアンテナコイル４を備えている。アンテナコイル４は、例えば、基板２の表面に形成されたアルミニウムの薄膜をエッチング等によりパターニングすることで、厚さが約０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度の薄膜状に形成されている。アンテナコイル４の内側の端部は略円形状に面積が拡大され、端子部５が形成されている。また、アンテナコイル４が屈曲される部分（矩形の角部）は、略円弧状に形成されている。
なお、アンテナコイル４は、上述のエッチングのほか、印刷や巻き線コイル等によって形成されてもよい。
【００１８】
アンテナコイル４の外側の端部６は、基板２の一角に向けて引き出されている。基板２の一角のややアンテナコイル４側には、略矩形の凹部であるＩＣモジュール収容部７が形成されている。ＩＣモジュール収容部７は後述するＩＣモジュールの一部を収容し、ＩＣモジュールの突出した上面を保護する保護層として機能する。
基板２の一角に向けて引き出されたアンテナコイル４の外側の端部６は、ＩＣモジュール収容部７の一辺７ａに向けて引き回され、その一辺７ａに沿って形成されたアンテナ接続ランド８（接続部）に接続されている。アンテナ接続ランド８は、アンテナコイル４の幅Ｗ１が拡大されて形成された略矩形の端子部である。
【００１９】
アンテナ接続ランド８が形成されたＩＣモジュール収容部７の一辺７ａに対向する一辺７ｂには、アンテナ接続ランド９（接続部）が形成されている。アンテナ接続ランド８に対向して形成されたアンテナ接続ランド９には、アンテナコイル４の一部である配線１０が接続されている。アンテナ接続ランド９は、この配線１０の幅Ｗ２が拡大されることにより、対向するアンテナ接続ランド８と同様に一辺７ｂに沿って略矩形に形成されている。一端がアンテナ接続ランド９に接続された配線１０の他端側は略円形状に面積が拡大され、端子部１１が形成されている。
【００２０】
また、基板２のアンテナ回路３が形成された面の反対側の面には、図１（ｂ）に示すように、各アンテナ接続ランド８、９の形成領域に対応して、アンテナ接続ランド８、９を補強する補強用パターン１２、１３（補強部）が形成されている。補強用パターン１２、１３は、例えば、アンテナ回路３と同様に金属薄膜のエッチング等の方法で形成され、平面視でアンテナ接続ランド８、９の外形線に沿って、アンテナ接続ランド８、９の形状に対応した矩形状に形成されている。
【００２１】
また、基板２のアンテナ回路３が形成された面の反対側の面には、アンテナコイル４の端子部５と端子部１１とを接続するジャンパー配線１４が形成されている。ジャンパー配線１４は、例えば、アンテナ回路３と同様の方法で形成されている。ジャンパー配線１４の両端は、略円形状に面積が拡大されて端子部１５、１６が設けられている。ジャンパー配線１４の各端子部１５、１６は、それぞれアンテナコイル４の端子部５と端子部１１の形成領域に対応して設けられている。ジャンパー配線１４の各端子部１５、１６と、アンテナコイル４の各端子部５、１１とは、各端子部１５、１６の形成領域に複数の点状に形成された導通部１７において電気的に接続されている。
【００２２】
導通部１７は、例えば、図２（ａ）に示すように、ジャンパー配線１４の端子部１５（端子部１６）と、アンテナコイル４の端子部５（端子部１１）とを両側から挟むように圧力を加えてかしめるクリンピング加工により、基板２を破って端子部５と１５（端子部１１と１６）とを物理的に接触させて形成されている。
また、導通部１７は、上記のクリンピング加工による接続以外の方法で形成されてもよい。例えば、図２（ｂ）に示すように、端子部５、１５（端子部１１、１６）の形成領域に基板２を貫通するスルーホール１９Ａを形成する。そして、スルーホール１９Ａに銀ペースト等の導電ペースト１９を充填し、ジャンパー配線１４の端子部１５（端子部１６）とアンテナコイル４の端子部５（端子部１１）とを電気的に接続することによって導通部１７が形成されてもよい。
【００２３】
（ＩＣモジュール）
次に、上述のアンテナシート１のアンテナ回路３に接続されるＩＣモジュール２０について説明する。
図３（ａ）はＩＣモジュール２０の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、ＩＣモジュール２０は、リードフレーム２１と、リードフレーム２１上に実装されたＩＣチップ２２と、ＩＣチップ２２を封止する封止樹脂部２３とにより形成されている。
【００２４】
リードフレーム２１は、平面視で角部が円弧状に丸められた略長方形に形成されている。リードフレーム２１は、例えば、銅糸を編んでフィルム状に形成し、銀メッキを施した銅糸金属フィルム等により形成されている。
リードフレーム２１は、ＩＣチップ２２を支持固定するダイパッド２４と、ＩＣチップ２２の入出力パッドに接続されるアンテナランド２５、２５（端子部）とを備えている。
【００２５】
ダイパッド２４は、ＩＣチップ２２の外形よりも一回り大きく形成され、ＩＣチップ２２の底部に固定されている。ダイパッド２４とアンテナランド２５との間には間隙Ｓが形成され、電気的に絶縁されている。
アンテナランド２５は、例えば、金（Ａｕ）等のボンディングワイヤ２６を介してＩＣチップ２２の入出力パッドに接続されている。アンテナランド２５は、外部の回路に接続されるＩＣモジュール２０の端子部として用いるために、ＩＣモジュール２０の長手方向（長さＬ方向）に延伸して形成されている。
【００２６】
封止樹脂部２３は平面視で角部が円弧状に丸められた略正方形に形成されている。封止樹脂部２３は、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂材料により形成され、ＩＣチップ２２、ＩＣチップ２２の入出力パッド、ボンディングワイヤ２６、および、アンテナランド２５とボンディングワイヤ２６の接続部等を覆うように形成されている。また、封止樹脂部２３はダイパッド２４とアンテナランド２５との間隙Ｓに充填されると共に、両者に跨って形成されている。ここで、ＩＣモジュール２０の厚さＴ１は、例えば、約０．３ｍｍ程度に形成されている。
【００２７】
ここで、ＩＣモジュール収容部７の形成方法について説明する。ＩＣモジュール収容部７は、略正方形に形成されたＩＣモジュール２０の封止樹脂部２３を収容できるように、その寸法が封止樹脂部２３の外形よりも一回り大きく設定されている。ＩＣモジュール収容部７を形成する際は、図４（ａ）に示すように、封止樹脂部２３に対応した大きさ及び形状の凸部１０１Ａを有するオス金型１０１と、凸部１０１Ａを収容可能な凹部１０２Ａを有するメス金型１０２とを準備する。各金型１０１、１０２においては、加工時に基板２が抜き落とされないように、凸部１０１Ａ及び凹部１０２Ａのエッジに角丸をつけるのが好ましい。
【００２８】
加工するにあたって、アンテナシート１においてＩＣモジュール収容部７が形成される部位を、上下からオス金型１０１の凸部１０１Ａとメス金型１０２の凹部１０２Ａとが挟み込むように各金型１０１、１０２を設置し、図４（ｂ）に示すように、オス金型１０１をメス金型１０２側にプレスする。これにより、アンテナシート１の当該部位に窪みができ、凹部を有するＩＣモジュール収容部７がアンテナシート１の所定の部位に形成される。
【００２９】
（インレット）
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ＩＣモジュール２０のアンテナランド２５、２５と、アンテナシート１のアンテナ接続ランド８、９とを電気的に接続して、ＩＣモジュール２０をアンテナシート１に固定することで、アンテナシート１とＩＣモジュール２０とを備えたインレット３０が形成される。
【００３０】
また、アンテナシート１のＩＣモジュール収容部７の両側に対向して設けられた一対のアンテナ接続ランド８、９の幅Ｗ３は、ＩＣモジュール２０のアンテナランド２５、２５の幅Ｗ４と略同等か、またはやや小さくなるように形成されている。
また、アンテナシート１のアンテナ接続ランド８、９の長さＬ３は、ＩＣモジュール２０のアンテナランド２５、２５とアンテナ接続ランド８、９が重なる部分の長さＬ４よりも大きく形成されている。本実施形態では、アンテナ接続ランド８、９の長さＬ３は、アンテナランド２５、２５とアンテナ接続ランド８、９とが重なった部分の長さＬ４の略二倍に形成されている。
【００３１】
（インレイ）
次に、上述のインレット３０を備えたインレイ４０について、図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて説明する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、インレイ４０は、インレット３０と、インレット３０を挟持する基材４１および基材（第二の基材）４２を備えている。インレイ４０は、一対の基材４１、４２の間にインレット３０を挟みこみ、基材４１、４２とインレット３０をラミネート接合して一体化することで、後述する冊子体に適用可能な程度の柔軟性を有する所望の厚さに形成されている。
【００３２】
具体的には、基材４１、４２の厚さは、例えば、約１００μｍ〜約１０００μｍ程度のものを用いることができる。この中でも、冊子体に適用する場合は、約１００μｍ〜約５００μｍの範囲内の厚さのものがより好ましい。
また、ＩＣモジュール収容部７に収容されたＩＣモジュール２０の一部が露出する基材４２の厚さは、ボールペン筆記試験時のボールペン先端の挙動を考慮して設定されているが、この点については後述する。
【００３３】
基材４１、４２の材料としては、例えば、絶縁性のプラスティックフィルム（PET-G：非結晶コポリエステル、PVC：塩化ビニル樹脂等)や絶縁性の合成紙（PPG社製のポリオレフィン系合成紙 商品名「Teslin」（登録商標）、あるいはユポ・コーポレーション製のポリプロピレン系合成紙 商品名「YUPO」（登録商標）)等の多孔質性基材等を採用可能である。この中でも、冊子体を構成する紙の部材等と良好に接着可能である等の理由から、多孔質性基材がより好ましい。本実施形態では、基材４１、４２のいずれも多孔質性基材が用いられている。
【００３４】
図６（ｂ）に示すように、基材４２には、ＩＣモジュール収容部７を構成するアンテナシート１（以下、これを保護層５１と称する。）に被覆された封止樹脂部２３を収容する開口部４３が形成されている。基材４２は、封止樹脂部２３と開口部４３がインレイ４０の厚さ方向において重畳するようにインレット３０に貼り合わされている。開口部４３の外形は、ＩＣモジュール２０の封止樹脂部２３の外形よりも僅かに小さく形成されており、基材４２をインレット３０に貼り合わせたときに、開口部４３の周縁のごく一部がインレイ４０の厚さ方向において封止樹脂部２３と重畳するように、すなわち、多孔質性の基材４２がＩＣモジュール２０の上面の周縁部を被覆するように乗り上げている。
【００３５】
基材４２の厚さは、ボールペン筆記試験時にＩＣモジュール２０を好適に保護してその通信性能を保持し、インレイ４０がボールペン筆記試験において良好な合格率を確保できる程度の耐久性が確保されるように設定されている。以下、詳細に説明する。
【００３６】
ボールペン筆記試験時には、規定により、ボールの直径が１ｍｍのボールペンが使用され、これに５００グラム重（ｇｆ）の荷重が負荷される。したがって、ボールペン筆記試験において、基材４２及び封止樹脂部２３を被覆する保護層５１には概ね所定の大きさの圧力（点圧）が加えられることになり、当該圧力によって基材４２及びアンテナシート１の上面が圧縮される。それに伴い、基材４２及び保護層５１のうち、ボールペンが通過した部位は圧縮されて厚さが減少する。
【００３７】
図７に示すように、ＩＣモジュール２０のうち、開口部４３から視認できる封止樹脂部２３を覆う保護層５１の表面（以下、この面をＩＣモジュール２０の「上面」と称する。）２０Ａと、基材４２のうち、ＩＣモジュール２０と貼り合わされる面と反対側の面（以下、この面を基材４２の「上面」と称する。）４２Ａとの段差（インレイ４０の厚さ方向における距離）が所定値ｈ１以上となる程度に上面４２Ａが圧縮されて低い位置となると、ボールペン１００の先端がＩＣモジュール２０の側壁に強く衝突し、さらにボールペン１００がＩＣモジュール２０に乗り上げる際にせん断応力が発生する。このせん断応力は、封止樹脂部２３よりも硬度の低い保護層５１によってある程度弱められるものの、せん断応力が一定の値以上となるとＩＣモジュール２０が破損し、通信機能に支障が生じる。その結果、ボールペン筆記試験をクリアできない事態が発生することがある。
【００３８】
一方、図８に示すように、ＩＣモジュール２０の上面２０Ａとの段差が所定値ｈ２以上となる程度に基材４２の上面４２Ａが高い位置となると、ボールペン１００の先端が基材４２の上面４２ＡからＩＣモジュール２０の上面２０Ａに落下する際の撃力の影響が大きくなる。このときも当該撃力は保護層５１によってある程度弱められるが、やはり撃力が一定の値以上となると、上述した図７の場合と同様に、ＩＣモジュール２０が破損してボールペン筆記試験をクリアできない事態が発生することがある。
【００３９】
上述の所定値ｈ１及びｈ２を検討するために、以下に示す実験を行った。
（実験）
基材４２として、様々な厚みの多孔質性のポリオレフィン系合成紙を使用し、ボールペンによる加圧前の基材の上面４２ＡとＩＣモジュール２０の上面２０Ａとの段差が、１グループ：-35.0〜-25.0um、２グループ：-20.0〜-10.0um、３グループ：-10.0〜0.0um、４グループ：20.0〜30.0um、５グループ：50.0〜60.0um、６グループ：65.0〜75.0umの各グループに該当するように、それぞれインレイのサンプルを３つずつ作成した。なお、段差の値が正の時は、基材４２の上面４２Ａの上面の方がＩＣモジュール２０の上面２０Ａよりも高い位置にあることを意味する。
なお、保護層５１はＰＥＴ（アンテナシート１の材料）製であり、その厚みは３０μｍとした。
【００４０】
各サンプルにおける段差の実測値は以下の通りであった。
１グループ：-27.3um、-30.8um、-34.1um
２グループ：-18.1um、-12.2um、-15.7um
３グループ：-7.1um、-5.2um、-3.6um
４グループ：22.4um、24.9um、26.9um
５グループ：52.3um、56.7um、58.1um
６グループ：70.1um、72.5um、67.3um
【００４１】
上述の各サンプルにおいて、市販のボール直径が１ｍｍのボールペンを用い、アンテナコイル４の長辺方向に沿って、基材４２の上面４２Ａ及びＩＣモジュール２０の上面２０Ａ上を通過するようにボールペンを走行させた。荷重５００ｇｆ、速度２５ｍｍ／ｓｅｃにてボールペンを走行させ、２５往復後にＩＣモジュール２０の基本動作を確認し、インレイの通信応答を測定した。
【００４２】
以下にボールペンによる負荷後におけるインレイの通信応答の測定結果を以下に示す。（○）は通信応答が良好であったことを、（×）は通信応答が確認できず、通信不能となったことをそれぞれ示している。
１グループ：-27.3um（×）、-30.8um（×）、-34.1um（×）
２グループ：-18.1um（×）、-12.2um（○）、-15.7um（×）
３グループ：-7.1um（○）、-5.2um（○）、-3.6um（○）
４グループ：22.4um（○）、24.9um（○）、26.9um（○）
５グループ：52.3um（○）、56.7um（○）、58.1um（○）
６グループ：70.1um（×）、72.5um（×）、67.3um（×）
【００４３】
１及び６グループにおいては、３つのサンプルすべてが通信不能となった。また、２グループでは３つのうち２つのサンプルが通信不能となった。一方、３〜５グループのサンプルはすべて良好な通信応答を示した。通信不能となったサンプルの解析を行ったところ、ＩＣモジュール２０のＩＣチップの破断が原因と確認できた。
【００４４】
一般的な多孔質性合成紙は、ボールペン筆記試験時に生じる圧力によって、約５０μｍ厚さが減少することが実験的にわかっている。同様に、ＰＥＴフィルムなどの素材で形成された保護層５１は約２５μｍ厚さが減少することがわかっている。したがって、通信応答が良好に保たれた、すなわちボールペン筆記試験に合格したと想定されるサンプルにおけるボールペン走行による圧縮後の段差は、マイナス３７．２μｍからプラス３３．１μｍの範囲内にあると推測され、実測でも確認された。段差の値がマイナスの場合、ボールペンの先端はＩＣモジュール２０の上面よりも低い位置にあるが、段差が小さいために、大きな衝撃を発生せずにＩＣモジュール２０の上方に乗り上げるので、ＩＣモジュール２０の破損が起こらなかったと考えられた。
【００４５】
以上より、ボールペン筆記試験時に生じる圧縮後の基材４２の上面４２ＡとＩＣモジュール２０の上面２０Ａとの段差の好適範囲は、ＩＣモジュール２０の上面２０Ａが保護層５１によって被覆されている場合、マイナス３５μｍ以上プラス３０μｍ以下、より好ましくはマイナス３０μｍ以上プラス２５μｍ以下であると考えられた。すなわち、上述のｈ１は３５μｍ、より好ましくは３０μｍとなり、ｈ２は３０μｍ、より好ましくは２５μｍとなる。
したがって、所定値ｈ１にもとづいて決定される、基材４２の上面４２ＡがＩＣモジュール２０の上面２０Ａよりも低い場合の好適段差は３５μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下となり、所定値ｈ２にもとづいて決定される、基材４２の上面４２ＡがＩＣモジュール２０の上面２０Ａよりも高い場合の好適段差は３０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下となり、両者は必ずしも同一でないことが確認された。
【００４６】
ボールペン筆記試験によって生じる圧力で厚さがどの程度減少するかは、基材４２の材質によって異なるため、基材４２として使用する材料が上述の所定の圧力でどの程度厚さが減少するかを予め測定し、当該測定結果に基づいて初期（インレイの完成時）の基材４２の厚さを決定すれば、ボールペン筆記試験による圧縮後の段差を好適範囲内に制御して、ボールペン筆記試験に十分耐えうる耐久性をインレイに付与することができる。
【００４７】
圧力による厚さの減少の度合いを推測する指標の一つとして、ビッカース硬さ（日本工業規格 ＪＩＳ Ｚ ２２４４）を挙げることができる。一般的な多孔質性合成紙のビッカース硬さは、１．５〜３．０であるので、同程度のビッカース硬さを有する材料であれば、ボールペン筆記試験によって生じる圧力で同様に５０μｍ程度厚さが減少すると推測される。
【００４８】
また、好適段差の範囲は、保護層５１の緩衝効果の大小によっても変化するため、保護層５１の厚みや材質を調節することによって、基材４２の材質や厚みを調節することも可能であるが、保護層５１はアンテナシート１を構成する基板２の一部であるため、インレイ全体の可撓性等にも影響を与える可能性がある点には注意が必要である。
本実施形態と異なる材質や厚みで保護層５１を形成する場合は、実際に当該保護層を設けた状態で上述のような実験を行い、当該保護層における所定値ｈ１及びｈ２を特定することによって好適段差の範囲を明らかにすることができる。
【００４９】
保護層５１の緩衝効果を推定する際も、上述のビッカース硬さが一つの指標となる。保護層５１のビッカース硬さは、例えば、ＰＥＴ製で厚さ３０μｍの場合、２４．１〜３４．０であり、概ね基材４２のビッカース硬さの８〜２０倍の範囲内の硬度で、一般的なＩＣモジュール２０の封止樹脂部２３のビッカース硬さの半分以下の硬度である。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態のインレイ４０によれば、ボールペン筆記試験時に作用する所定の圧力が上面に作用した際の基材４２の上面４２ＡとＩＣモジュール２０の上面２０Ａとの段差が、上述の所定値ｈ１及びｈ２によって決定される所定の範囲内となるように基材４２の厚みが設定されているので、ボールペン筆記試験時のＩＣモジュール、特にＩＣチップの破損が好適に防止される。その結果、耐久性の高いインレイを提供することができる。
【００５１】
また、基材４２の開口部４３と重畳したＩＣモジュール２０の上面がＩＣモジュール収容部７からなる保護層５１によって被覆されているので、ボールペン筆記試験時等に生じる圧力を好適に分散させて緩衝することができる。その結果、ＩＣモジュール２０の上面が被覆されずにむき出しの状態で開口部４３に露出している場合と比較して、上述の好適段差の範囲が広くなり、基材４２の材質や厚さの選択範囲を広くして、インレイの設計自由度を向上させることができる。
【００５２】
さらに、保護層５１となるＩＣモジュール収容部７は、インレット１０のアンテナシート１の一部をエンボス加工するだけで形成できるので、ＩＣモジュール２０の上面２０Ａに別の部材を貼り付ける等の方法のようにアンテナシート１以外の他の部材が必要なく、簡素な工程で効率よくインレイを形成することができる。
【００５３】
本実施形態のインレイ４０は、図９に示すように、様々な外観のカバー部材１１０を一方の面に貼り合わせることによってカバー付インレイ１１１とすることができる。そして、さらに本文用紙１１２を綴じ込む等によって非接触情報通信が可能な冊子体１１３を構成することが可能である。このような冊子体１１３を電子パスポートや預貯金通帳に利用することで、高いセキュリティ性を有し、かつ長期間安定して使用することができる冊子体とすることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５５】
例えば、上述の各実施形態においては、基材４２の開口部４３の面積がＩＣモジュール２０の上面よりも小さく、図６（ｂ）に示すように封止樹脂部２３の側面に密着している例を説明したが、これに代えて、開口部４３をＩＣモジュール２０の上面よりも僅かに大きく形成し、基材４２と封止樹脂部２３との間に所定値以内の幅の間隙を有するようにインレイが形成されてもよい。
この場合、間隙の幅の所定値は、インレイに要求される耐久性に基づいて決定される。例えば、ボールペン筆記試験に対する耐久性を考慮した場合、間隙の幅がボールペンのボールが落ち込める程度の大きさであると、段差を好適範囲に設定する意義が損なわれるので、間隙の幅の所定値は、当該ボールの直径に基づいて決定されるのが好ましい。より具体的には、基材４２と封止樹脂部２３との間に間隙を備える場合は、間隙の幅は５μｍ以内が好ましい。
【００５６】
また、本実施形態では、所定の圧力が、ボールペン筆記試験を考慮して設定された例を説明したが、本発明のインレイの構造設定の適用範囲はこれには限定されない。すなわち、個々のインレイに要求される耐久性に基づいて、実験等を通じて上述のｈ１、ｈ２等の所定値を見出すことによって好適な段差範囲を特定し、これに基づいて基材の材質や厚さあるいは保護層の構成を適宜設定することによって、あらゆる範囲の所望の耐久性を満足し、かつ冊子体等に好適に採用することができるインレイを構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態のインレイにおけるアンテナシートの平面図であり、（ｂ）は底面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、同アンテナシートのアンテナ回路とジャンパー配線の接続部を示す断面図である。
【図３】（ａ）は同インレイにおけるＩＣモジュールの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、同インレイにおいてＩＣモジュール収容部を形成する工程を示す図である。
【図５】（ａ）は同インレイにおけるインレットの拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図６】（ａ）は同インレイの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿う部分断面図である。
【図７】同インレイにおける基材とＩＣモジュールとの段差の一例を示す図である。
【図８】同インレイにおける基材とＩＣモジュールとの段差の一例を示す図である。
【図９】同実施形態のインレイを備える冊子体を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ アンテナシート
２ 基板（シート）
４ アンテナコイル
７ ＩＣモジュール収容部
２０ ＩＣモジュール
２０Ａ 上面
３０ インレット
４０、５０ インレイ
４２ 基材（多孔質性基材）
４２Ａ 上面
４３ 開口部
５１ 保護層
１１０ カバー部材
１１１ カバー付インレイ
１１３ 冊子体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部の読取機と非接触でデータのやり取りが可能なインレイ、及び当該インレイを備えたカバー付インレイ並びに冊子体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板上に巻線アンテナコイルを敷設しＩＣモジュールと接続して外部の読み書き装置とデータ通信を行う非接触型通信ユニット（インレット）を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
そして、このようなインレットを絶縁性の基材で挟んでインレイ（非接触型情報媒体）とし、パスポートや預貯金通帳等の各種冊子体に適用することで、より高いセキュリティ性を付与することが提案されている。
【０００３】
巻線アンテナコイルとＩＣモジュールとが接続されたインレットは、ＩＣモジュールの部分だけ厚みが大きいため、特許文献１には、インレットを挟む基材に凹部を設け、当該凹部にＩＣモジュールのチップを含む突出部分を収容するようにして厚みの差を吸収させることが記載されている。通常凹部は位置合わせの際に生じるずれ等を考慮して突出部分よりも大きく形成されているため、凹部内において、突出部分の周囲には間隙が形成される。
【特許文献１】特許第３７２１５２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の各種冊子体は長期間使用されることも多いため、適用されるインレイには高い耐久性が要求される。したがって、多くの場合、候補となるインレイに対しては各種の耐久性試験が行われ、そのすべてに合格したものでなければ各種冊子体には採用されない。
【０００５】
電子パスポートなどに使用されるインレイに課せられる代表的な耐久性試験（国際航空民間機構（ＩＣＡＯ）文書にて規定）の一つとして、ボールペン筆記試験がある（日本工業規格 ＪＩＳ Ｋ ５６００−５―５を準用）。これは、ボールペン（日本工業規格 ＪＩＳ Ｓ ６０３９を準用）に筆圧を想定した所定の荷重をかけて、冊子体に取り付けられたインレイのＩＣモジュール上を所定回数往復動作させ、インレイの通信機能が保持されているかを確認するというものである。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のような方法でインレイを形成すると、ボールペン筆記試験の際に、ボールペンの先端が基材と突出部分との間隙に落ち込むことがある。落ち込んだボールペンの先端は、突出部分の側面に強い力で衝突するため、当該衝突による衝撃でＩＣモジュールの通信機能が損なわれ、ボールペン筆記試験に合格できなくなることがあるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＩＣモジュールの破損を防止して所望の耐久性を確保しつつ、冊子体等に好適に採用可能なインレイを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、耐久性が高いインレイを備えて、非接触情報通信可能なカバー付インレイ及び冊子体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様であるインレイは、可撓性を有する絶縁性のシートと、前記シート上に形成されたアンテナコイルと、前記アンテナコイルに接続されたＩＣモジュールとを有するインレットと、開口部を有し、前記開口部と前記ＩＣモジュールとが重畳するように前記インレットに貼り合わされる多孔質性基材とを備えたインレイであって、前記開口部の内壁と前記ＩＣモジュールの側壁との距離が所定値以下であり、前記シートは、エンボス加工によって設けられ、前記ＩＣモジュールの少なくとも一部を収容可能なＩＣモジュール収容部を有し、前記インレットは、前記ＩＣモジュールが前記ＩＣモジュール収容部に被覆された状態で、前記多孔質性基材と貼り合わされており、前記多孔質性基材が所定の圧力で押されたときの前記多孔質性基材の上面と前記ＩＣモジュールの上面との段差が所定範囲以内となるように設定されていることを特徴とする。
【０００９】
本発明のインレイによれば、多孔質性基材が所定の圧力で押されたときの多孔質性基材の上面とＩＣモジュールの上面との段差が所定範囲以内となり、かつＩＣモジュールに作用する力の一部がＩＣモジュール収容部によって緩衝されるので、ボールペン等がＩＣモジュールの上面を通過する際に落下やせん断応力等によってＩＣモジュールが破損されることが好適に防止される。
【００１０】
前記段差の所定範囲は、−３５マイクロメートル（μｍ）以上３０μｍ以下であってもよい。この場合、上述のボールペン筆記試験によって所定の点圧等が作用しても当該試験に良好に合格できるインレイとすることができる。
【００１１】
前記シートのビッカース硬さは３４．０以下であってもよい。この場合、保護層として機能するシートが一般的なＩＣモジュールよりも充分に低い硬度を有するため、好適にＩＣモジュールの破損を防止することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様であるカバー付インレイは、本発明のインレイと、前記インレイの一方の面に貼り合わされたカバー部材とを備えることを特徴とする。
また、本発明の第３の態様である冊子体は、本発明のインレイを備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明のカバー付インレイ及び冊子体によれば、耐久性が高いインレイを備えることによって、長期間安定した状態で非接触情報通信可能なカバー付インレイ及び冊子体とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のインレイによれば、ＩＣモジュールの破損を防止して所望の耐久性を確保しつつ、冊子体等に好適に採用可能なインレイを提供することができる。
また、本発明のカバー付インレイ及び冊子体によれば、耐久性が高いインレイを備えて、非接触情報通信可能なカバー付インレイ及び冊子体を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態のインレイについて、図１から図８を参照して説明する。本実施形態のインレイは、アンテナシートとＩＣモジュールとからなるインレットの両面を、シート状の基材で挟みこんで形成されている。以下、インレイを構成する各部について説明する。
【００１６】
（アンテナシート）
図１（ａ）は本実施形態のインレイに取り付けられるアンテナシート１の平面図であり、図１（ｂ）は底面図である。図１（ａ）に示すように、アンテナシート１は、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）により形成された可撓性を有する絶縁性の基板（シート）２を備えている。基板２の厚さは、例えば、約０．０２ミリメートル（ｍｍ）〜約０．１０ｍｍの範囲から適宜選択されるが、本実施形態においては、０．０３ｍｍ（３０μｍ）に設定されている。基板２の表面には、アンテナ回路３が形成されている。
【００１７】
アンテナ回路３は、基板２の形状に対応する略矩形のらせん状に形成されたアンテナコイル４を備えている。アンテナコイル４は、例えば、基板２の表面に形成されたアルミニウムの薄膜をエッチング等によりパターニングすることで、厚さが約０．０２ｍｍ〜０．０５ｍｍ程度の薄膜状に形成されている。アンテナコイル４の内側の端部は略円形状に面積が拡大され、端子部５が形成されている。また、アンテナコイル４が屈曲される部分（矩形の角部）は、略円弧状に形成されている。
なお、アンテナコイル４は、上述のエッチングのほか、印刷や巻き線コイル等によって形成されてもよい。
【００１８】
アンテナコイル４の外側の端部６は、基板２の一角に向けて引き出されている。基板２の一角のややアンテナコイル４側には、略矩形の凹部であるＩＣモジュール収容部７が形成されている。ＩＣモジュール収容部７は後述するＩＣモジュールの一部を収容し、ＩＣモジュールの突出した上面を保護する保護層として機能する。
基板２の一角に向けて引き出されたアンテナコイル４の外側の端部６は、ＩＣモジュール収容部７の一辺７ａに向けて引き回され、その一辺７ａに沿って形成されたアンテナ接続ランド８（接続部）に接続されている。アンテナ接続ランド８は、アンテナコイル４の幅Ｗ１が拡大されて形成された略矩形の端子部である。
【００１９】
アンテナ接続ランド８が形成されたＩＣモジュール収容部７の一辺７ａに対向する一辺７ｂには、アンテナ接続ランド９（接続部）が形成されている。アンテナ接続ランド８に対向して形成されたアンテナ接続ランド９には、アンテナコイル４の一部である配線１０が接続されている。アンテナ接続ランド９は、この配線１０の幅Ｗ２が拡大されることにより、対向するアンテナ接続ランド８と同様に一辺７ｂに沿って略矩形に形成されている。一端がアンテナ接続ランド９に接続された配線１０の他端側は略円形状に面積が拡大され、端子部１１が形成されている。
【００２０】
また、基板２のアンテナ回路３が形成された面の反対側の面には、図１（ｂ）に示すように、各アンテナ接続ランド８、９の形成領域に対応して、アンテナ接続ランド８、９を補強する補強用パターン１２、１３（補強部）が形成されている。補強用パターン１２、１３は、例えば、アンテナ回路３と同様に金属薄膜のエッチング等の方法で形成され、平面視でアンテナ接続ランド８、９の外形線に沿って、アンテナ接続ランド８、９の形状に対応した矩形状に形成されている。
【００２１】
また、基板２のアンテナ回路３が形成された面の反対側の面には、アンテナコイル４の端子部５と端子部１１とを接続するジャンパー配線１４が形成されている。ジャンパー配線１４は、例えば、アンテナ回路３と同様の方法で形成されている。ジャンパー配線１４の両端は、略円形状に面積が拡大されて端子部１５、１６が設けられている。ジャンパー配線１４の各端子部１５、１６は、それぞれアンテナコイル４の端子部５と端子部１１の形成領域に対応して設けられている。ジャンパー配線１４の各端子部１５、１６と、アンテナコイル４の各端子部５、１１とは、各端子部１５、１６の形成領域に複数の点状に形成された導通部１７において電気的に接続されている。
【００２２】
導通部１７は、例えば、図２（ａ）に示すように、ジャンパー配線１４の端子部１５（端子部１６）と、アンテナコイル４の端子部５（端子部１１）とを両側から挟むように圧力を加えてかしめるクリンピング加工により、基板２を破って端子部５と１５（端子部１１と１６）とを物理的に接触させて形成されている。
また、導通部１７は、上記のクリンピング加工による接続以外の方法で形成されてもよい。例えば、図２（ｂ）に示すように、端子部５、１５（端子部１１、１６）の形成領域に基板２を貫通するスルーホール１９Ａを形成する。そして、スルーホール１９Ａに銀ペースト等の導電ペースト１９を充填し、ジャンパー配線１４の端子部１５（端子部１６）とアンテナコイル４の端子部５（端子部１１）とを電気的に接続することによって導通部１７が形成されてもよい。
【００２３】
（ＩＣモジュール）
次に、上述のアンテナシート１のアンテナ回路３に接続されるＩＣモジュール２０について説明する。
図３（ａ）はＩＣモジュール２０の平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、ＩＣモジュール２０は、リードフレーム２１と、リードフレーム２１上に実装されたＩＣチップ２２と、ＩＣチップ２２を封止する封止樹脂部２３とにより形成されている。
【００２４】
リードフレーム２１は、平面視で角部が円弧状に丸められた略長方形に形成されている。リードフレーム２１は、例えば、銅糸を編んでフィルム状に形成し、銀メッキを施した銅糸金属フィルム等により形成されている。
リードフレーム２１は、ＩＣチップ２２を支持固定するダイパッド２４と、ＩＣチップ２２の入出力パッドに接続されるアンテナランド２５、２５（端子部）とを備えている。
【００２５】
ダイパッド２４は、ＩＣチップ２２の外形よりも一回り大きく形成され、ＩＣチップ２２の底部に固定されている。ダイパッド２４とアンテナランド２５との間には間隙Ｓが形成され、電気的に絶縁されている。
アンテナランド２５は、例えば、金（Ａｕ）等のボンディングワイヤ２６を介してＩＣチップ２２の入出力パッドに接続されている。アンテナランド２５は、外部の回路に接続されるＩＣモジュール２０の端子部として用いるために、ＩＣモジュール２０の長手方向（長さＬ方向）に延伸して形成されている。
【００２６】
封止樹脂部２３は平面視で角部が円弧状に丸められた略正方形に形成されている。封止樹脂部２３は、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂材料により形成され、ＩＣチップ２２、ＩＣチップ２２の入出力パッド、ボンディングワイヤ２６、および、アンテナランド２５とボンディングワイヤ２６の接続部等を覆うように形成されている。また、封止樹脂部２３はダイパッド２４とアンテナランド２５との間隙Ｓに充填されると共に、両者に跨って形成されている。ここで、ＩＣモジュール２０の厚さＴ１は、例えば、約０．３ｍｍ程度に形成されている。
【００２７】
ここで、ＩＣモジュール収容部７の形成方法について説明する。ＩＣモジュール収容部７は、略正方形に形成されたＩＣモジュール２０の封止樹脂部２３を収容できるように、その寸法が封止樹脂部２３の外形よりも一回り大きく設定されている。ＩＣモジュール収容部７を形成する際は、図４（ａ）に示すように、封止樹脂部２３に対応した大きさ及び形状の凸部１０１Ａを有するオス金型１０１と、凸部１０１Ａを収容可能な凹部１０２Ａを有するメス金型１０２とを準備する。各金型１０１、１０２においては、加工時に基板２が抜き落とされないように、凸部１０１Ａ及び凹部１０２Ａのエッジに角丸をつけるのが好ましい。
【００２８】
加工するにあたって、アンテナシート１においてＩＣモジュール収容部７が形成される部位を、上下からオス金型１０１の凸部１０１Ａとメス金型１０２の凹部１０２Ａとが挟み込むように各金型１０１、１０２を設置し、図４（ｂ）に示すように、オス金型１０１をメス金型１０２側にプレスする。これにより、アンテナシート１の当該部位に窪みができ、凹部を有するＩＣモジュール収容部７がアンテナシート１の所定の部位に形成される。
【００２９】
（インレット）
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、ＩＣモジュール２０のアンテナランド２５、２５と、アンテナシート１のアンテナ接続ランド８、９とを電気的に接続して、ＩＣモジュール２０をアンテナシート１に固定することで、アンテナシート１とＩＣモジュール２０とを備えたインレット３０が形成される。
【００３０】
また、アンテナシート１のＩＣモジュール収容部７の両側に対向して設けられた一対のアンテナ接続ランド８、９の幅Ｗ３は、ＩＣモジュール２０のアンテナランド２５、２５の幅Ｗ４と略同等か、またはやや小さくなるように形成されている。
また、アンテナシート１のアンテナ接続ランド８、９の長さＬ３は、ＩＣモジュール２０のアンテナランド２５、２５とアンテナ接続ランド８、９が重なる部分の長さＬ４よりも大きく形成されている。本実施形態では、アンテナ接続ランド８、９の長さＬ３は、アンテナランド２５、２５とアンテナ接続ランド８、９とが重なった部分の長さＬ４の略二倍に形成されている。
【００３１】
（インレイ）
次に、上述のインレット３０を備えたインレイ４０について、図６（ａ）及び図６（ｂ）を用いて説明する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、インレイ４０は、インレット３０と、インレット３０を挟持する基材４１および基材（第二の基材）４２を備えている。インレイ４０は、一対の基材４１、４２の間にインレット３０を挟みこみ、基材４１、４２とインレット３０をラミネート接合して一体化することで、後述する冊子体に適用可能な程度の柔軟性を有する所望の厚さに形成されている。
【００３２】
具体的には、基材４１、４２の厚さは、例えば、約１００μｍ〜約１０００μｍ程度のものを用いることができる。この中でも、冊子体に適用する場合は、約１００μｍ〜約５００μｍの範囲内の厚さのものがより好ましい。
また、ＩＣモジュール収容部７に収容されたＩＣモジュール２０の一部が露出する基材４２の厚さは、ボールペン筆記試験時のボールペン先端の挙動を考慮して設定されているが、この点については後述する。
【００３３】
基材４１、４２の材料としては、例えば、絶縁性のプラスティックフィルム（PET-G：非結晶コポリエステル、PVC：塩化ビニル樹脂等)や絶縁性の合成紙（PPG社製のポリオレフィン系合成紙 商品名「Teslin」（登録商標）、あるいはユポ・コーポレーション製のポリプロピレン系合成紙 商品名「YUPO」（登録商標）)等の多孔質性基材等を採用可能である。この中でも、冊子体を構成する紙の部材等と良好に接着可能である等の理由から、多孔質性基材がより好ましい。本実施形態では、基材４１、４２のいずれも多孔質性基材が用いられている。
【００３４】
図６（ｂ）に示すように、基材４２には、ＩＣモジュール収容部７を構成するアンテナシート１（以下、これを保護層５１と称する。）に被覆された封止樹脂部２３を収容する開口部４３が形成されている。基材４２は、封止樹脂部２３と開口部４３がインレイ４０の厚さ方向において重畳するようにインレット３０に貼り合わされている。開口部４３の外形は、ＩＣモジュール２０の封止樹脂部２３の外形よりも僅かに小さく形成されており、基材４２をインレット３０に貼り合わせたときに、開口部４３の周縁のごく一部がインレイ４０の厚さ方向において封止樹脂部２３と重畳するように、すなわち、多孔質性の基材４２がＩＣモジュール２０の上面の周縁部を被覆するように乗り上げている。
【００３５】
基材４２の厚さは、ボールペン筆記試験時にＩＣモジュール２０を好適に保護してその通信性能を保持し、インレイ４０がボールペン筆記試験において良好な合格率を確保できる程度の耐久性が確保されるように設定されている。以下、詳細に説明する。
【００３６】
ボールペン筆記試験時には、規定により、ボールの直径が１ｍｍのボールペンが使用され、これに５００グラム重（ｇｆ）の荷重が負荷される。したがって、ボールペン筆記試験において、基材４２及び封止樹脂部２３を被覆する保護層５１には概ね所定の大きさの圧力（点圧）が加えられることになり、当該圧力によって基材４２及びアンテナシート１の上面が圧縮される。それに伴い、基材４２及び保護層５１のうち、ボールペンが通過した部位は圧縮されて厚さが減少する。
【００３７】
図７に示すように、ＩＣモジュール２０のうち、開口部４３から視認できる封止樹脂部２３を覆う保護層５１の表面（以下、この面をＩＣモジュール２０の「上面」と称する。）２０Ａと、基材４２のうち、ＩＣモジュール２０と貼り合わされる面と反対側の面（以下、この面を基材４２の「上面」と称する。）４２Ａとの段差（インレイ４０の厚さ方向における距離）が所定値ｈ１以上となる程度に上面４２Ａが圧縮されて低い位置となると、ボールペン１００の先端がＩＣモジュール２０の側壁に強く衝突し、さらにボールペン１００がＩＣモジュール２０に乗り上げる際にせん断応力が発生する。このせん断応力は、封止樹脂部２３よりも硬度の低い保護層５１によってある程度弱められるものの、せん断応力が一定の値以上となるとＩＣモジュール２０が破損し、通信機能に支障が生じる。その結果、ボールペン筆記試験をクリアできない事態が発生することがある。
【００３８】
一方、図８に示すように、ＩＣモジュール２０の上面２０Ａとの段差が所定値ｈ２以上となる程度に基材４２の上面４２Ａが高い位置となると、ボールペン１００の先端が基材４２の上面４２ＡからＩＣモジュール２０の上面２０Ａに落下する際の撃力の影響が大きくなる。このときも当該撃力は保護層５１によってある程度弱められるが、やはり撃力が一定の値以上となると、上述した図７の場合と同様に、ＩＣモジュール２０が破損してボールペン筆記試験をクリアできない事態が発生することがある。
【００３９】
上述の所定値ｈ１及びｈ２を検討するために、以下に示す実験を行った。
（実験）
基材４２として、様々な厚みの多孔質性のポリオレフィン系合成紙を使用し、ボールペンによる加圧前の基材の上面４２ＡとＩＣモジュール２０の上面２０Ａとの段差が、１グループ：-35.0〜-25.0um、２グループ：-20.0〜-10.0um、３グループ：-10.0〜0.0um、４グループ：20.0〜30.0um、５グループ：50.0〜60.0um、６グループ：65.0〜75.0umの各グループに該当するように、それぞれインレイのサンプルを３つずつ作成した。なお、段差の値が正の時は、基材４２の上面４２Ａの上面の方がＩＣモジュール２０の上面２０Ａよりも高い位置にあることを意味する。
なお、保護層５１はＰＥＴ（アンテナシート１の材料）製であり、その厚みは３０μｍとした。
【００４０】
各サンプルにおける段差の実測値は以下の通りであった。
１グループ：-27.3um、-30.8um、-34.1um
２グループ：-18.1um、-12.2um、-15.7um
３グループ：-7.1um、-5.2um、-3.6um
４グループ：22.4um、24.9um、26.9um
５グループ：52.3um、56.7um、58.1um
６グループ：70.1um、72.5um、67.3um
【００４１】
上述の各サンプルにおいて、市販のボール直径が１ｍｍのボールペンを用い、アンテナコイル４の長辺方向に沿って、基材４２の上面４２Ａ及びＩＣモジュール２０の上面２０Ａ上を通過するようにボールペンを走行させた。荷重５００ｇｆ、速度２５ｍｍ／ｓｅｃにてボールペンを走行させ、２５往復後にＩＣモジュール２０の基本動作を確認し、インレイの通信応答を測定した。
【００４２】
以下にボールペンによる負荷後におけるインレイの通信応答の測定結果を以下に示す。（○）は通信応答が良好であったことを、（×）は通信応答が確認できず、通信不能となったことをそれぞれ示している。
１グループ：-27.3um（×）、-30.8um（×）、-34.1um（×）
２グループ：-18.1um（×）、-12.2um（○）、-15.7um（×）
３グループ：-7.1um（○）、-5.2um（○）、-3.6um（○）
４グループ：22.4um（○）、24.9um（○）、26.9um（○）
５グループ：52.3um（○）、56.7um（○）、58.1um（○）
６グループ：70.1um（×）、72.5um（×）、67.3um（×）
【００４３】
１及び６グループにおいては、３つのサンプルすべてが通信不能となった。また、２グループでは３つのうち２つのサンプルが通信不能となった。一方、３〜５グループのサンプルはすべて良好な通信応答を示した。通信不能となったサンプルの解析を行ったところ、ＩＣモジュール２０のＩＣチップの破断が原因と確認できた。
【００４４】
一般的な多孔質性合成紙は、ボールペン筆記試験時に生じる圧力によって、約５０μｍ厚さが減少することが実験的にわかっている。同様に、ＰＥＴフィルムなどの素材で形成された保護層５１は約２５μｍ厚さが減少することがわかっている。したがって、通信応答が良好に保たれた、すなわちボールペン筆記試験に合格したと想定されるサンプルにおけるボールペン走行による圧縮後の段差は、マイナス３７．２μｍからプラス３３．１μｍの範囲内にあると推測され、実測でも確認された。段差の値がマイナスの場合、ボールペンの先端はＩＣモジュール２０の上面よりも低い位置にあるが、段差が小さいために、大きな衝撃を発生せずにＩＣモジュール２０の上方に乗り上げるので、ＩＣモジュール２０の破損が起こらなかったと考えられた。
【００４５】
以上より、ボールペン筆記試験時に生じる圧縮後の基材４２の上面４２ＡとＩＣモジュール２０の上面２０Ａとの段差の好適範囲は、ＩＣモジュール２０の上面２０Ａが保護層５１によって被覆されている場合、マイナス３５μｍ以上プラス３０μｍ以下、より好ましくはマイナス３０μｍ以上プラス２５μｍ以下であると考えられた。すなわち、上述のｈ１は３５μｍ、より好ましくは３０μｍとなり、ｈ２は３０μｍ、より好ましくは２５μｍとなる。
したがって、所定値ｈ１にもとづいて決定される、基材４２の上面４２ＡがＩＣモジュール２０の上面２０Ａよりも低い場合の好適段差は３５μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下となり、所定値ｈ２にもとづいて決定される、基材４２の上面４２ＡがＩＣモジュール２０の上面２０Ａよりも高い場合の好適段差は３０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下となり、両者は必ずしも同一でないことが確認された。
【００４６】
ボールペン筆記試験によって生じる圧力で厚さがどの程度減少するかは、基材４２の材質によって異なるため、基材４２として使用する材料が上述の所定の圧力でどの程度厚さが減少するかを予め測定し、当該測定結果に基づいて初期（インレイの完成時）の基材４２の厚さを決定すれば、ボールペン筆記試験による圧縮後の段差を好適範囲内に制御して、ボールペン筆記試験に十分耐えうる耐久性をインレイに付与することができる。
【００４７】
圧力による厚さの減少の度合いを推測する指標の一つとして、ビッカース硬さ（日本工業規格 ＪＩＳ Ｚ ２２４４）を挙げることができる。一般的な多孔質性合成紙のビッカース硬さは、１．５〜３．０であるので、同程度のビッカース硬さを有する材料であれば、ボールペン筆記試験によって生じる圧力で同様に５０μｍ程度厚さが減少すると推測される。
【００４８】
また、好適段差の範囲は、保護層５１の緩衝効果の大小によっても変化するため、保護層５１の厚みや材質を調節することによって、基材４２の材質や厚みを調節することも可能であるが、保護層５１はアンテナシート１を構成する基板２の一部であるため、インレイ全体の可撓性等にも影響を与える可能性がある点には注意が必要である。
本実施形態と異なる材質や厚みで保護層５１を形成する場合は、実際に当該保護層を設けた状態で上述のような実験を行い、当該保護層における所定値ｈ１及びｈ２を特定することによって好適段差の範囲を明らかにすることができる。
【００４９】
保護層５１の緩衝効果を推定する際も、上述のビッカース硬さが一つの指標となる。保護層５１のビッカース硬さは、例えば、ＰＥＴ製で厚さ３０μｍの場合、２４．１〜３４．０であり、概ね基材４２のビッカース硬さの８〜２０倍の範囲内の硬度で、一般的なＩＣモジュール２０の封止樹脂部２３のビッカース硬さの半分以下の硬度である。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態のインレイ４０によれば、ボールペン筆記試験時に作用する所定の圧力が上面に作用した際の基材４２の上面４２ＡとＩＣモジュール２０の上面２０Ａとの段差が、上述の所定値ｈ１及びｈ２によって決定される所定の範囲内となるように基材４２の厚みが設定されているので、ボールペン筆記試験時のＩＣモジュール、特にＩＣチップの破損が好適に防止される。その結果、耐久性の高いインレイを提供することができる。
【００５１】
また、基材４２の開口部４３と重畳したＩＣモジュール２０の上面がＩＣモジュール収容部７からなる保護層５１によって被覆されているので、ボールペン筆記試験時等に生じる圧力を好適に分散させて緩衝することができる。その結果、ＩＣモジュール２０の上面が被覆されずにむき出しの状態で開口部４３に露出している場合と比較して、上述の好適段差の範囲が広くなり、基材４２の材質や厚さの選択範囲を広くして、インレイの設計自由度を向上させることができる。
【００５２】
さらに、保護層５１となるＩＣモジュール収容部７は、インレット１０のアンテナシート１の一部をエンボス加工するだけで形成できるので、ＩＣモジュール２０の上面２０Ａに別の部材を貼り付ける等の方法のようにアンテナシート１以外の他の部材が必要なく、簡素な工程で効率よくインレイを形成することができる。
【００５３】
本実施形態のインレイ４０は、図９に示すように、様々な外観のカバー部材１１０を一方の面に貼り合わせることによってカバー付インレイ１１１とすることができる。そして、さらに本文用紙１１２を綴じ込む等によって非接触情報通信が可能な冊子体１１３を構成することが可能である。このような冊子体１１３を電子パスポートや預貯金通帳に利用することで、高いセキュリティ性を有し、かつ長期間安定して使用することができる冊子体とすることができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００５５】
例えば、上述の各実施形態においては、基材４２の開口部４３の面積がＩＣモジュール２０の上面よりも小さく、図６（ｂ）に示すように封止樹脂部２３の側面に密着している例を説明したが、これに代えて、開口部４３をＩＣモジュール２０の上面よりも僅かに大きく形成し、基材４２と封止樹脂部２３との間に所定値以内の幅の間隙を有するようにインレイが形成されてもよい。
この場合、間隙の幅の所定値は、インレイに要求される耐久性に基づいて決定される。例えば、ボールペン筆記試験に対する耐久性を考慮した場合、間隙の幅がボールペンのボールが落ち込める程度の大きさであると、段差を好適範囲に設定する意義が損なわれるので、間隙の幅の所定値は、当該ボールの直径に基づいて決定されるのが好ましい。より具体的には、基材４２と封止樹脂部２３との間に間隙を備える場合は、間隙の幅は５μｍ以内が好ましい。
【００５６】
また、本実施形態では、所定の圧力が、ボールペン筆記試験を考慮して設定された例を説明したが、本発明のインレイの構造設定の適用範囲はこれには限定されない。すなわち、個々のインレイに要求される耐久性に基づいて、実験等を通じて上述のｈ１、ｈ２等の所定値を見出すことによって好適な段差範囲を特定し、これに基づいて基材の材質や厚さあるいは保護層の構成を適宜設定することによって、あらゆる範囲の所望の耐久性を満足し、かつ冊子体等に好適に採用することができるインレイを構成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施形態のインレイにおけるアンテナシートの平面図であり、（ｂ）は底面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、同アンテナシートのアンテナ回路とジャンパー配線の接続部を示す断面図である。
【図３】（ａ）は同インレイにおけるＩＣモジュールの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）は、同インレイにおいてＩＣモジュール収容部を形成する工程を示す図である。
【図５】（ａ）は同インレイにおけるインレットの拡大平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。
【図６】（ａ）は同インレイの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿う部分断面図である。
【図７】同インレイにおける基材とＩＣモジュールとの段差の一例を示す図である。
【図８】同インレイにおける基材とＩＣモジュールとの段差の一例を示す図である。
【図９】同実施形態のインレイを備える冊子体を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ アンテナシート
２ 基板（シート）
４ アンテナコイル
７ ＩＣモジュール収容部
２０ ＩＣモジュール
２０Ａ 上面
３０ インレット
４０、５０ インレイ
４２ 基材（多孔質性基材）
４２Ａ 上面
４３ 開口部
５１ 保護層
１１０ カバー部材
１１１ カバー付インレイ
１１３ 冊子体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する絶縁性のシートと、前記シート上に形成されたアンテナコイルと、前記アンテナコイルに接続されたＩＣモジュールとを有するインレットと、
開口部を有し、前記開口部と前記ＩＣモジュールとが重畳するように前記インレットに貼り合わされる多孔質性基材と、
を備えたインレイであって、
前記開口部の内壁と前記ＩＣモジュールの側壁との距離が所定値以下であり、
前記シートは、エンボス加工によって設けられ、前記ＩＣモジュールの少なくとも一部を収容可能なＩＣモジュール収容部を有し、
前記インレットは、前記ＩＣモジュールが前記ＩＣモジュール収容部に被覆された状態で、前記多孔質性基材と貼り合わされており、
前記多孔質性基材が所定の圧力で押されたときの前記多孔質性基材の上面と前記ＩＣモジュールの上面との段差が所定範囲以内となるように設定されていることを特徴とするインレイ。
【請求項２】
前記段差の所定範囲は、−３５マイクロメートル以上３０マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項１に記載のインレイ。
【請求項３】
前記シートのビッカース硬さが３４．０以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のインレイ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のインレイと、
前記インレイの一方の面に貼り合わされたカバー部材と、
を備えることを特徴とするカバー付インレイ。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載のインレイを備えることを特徴とする冊子体。
【請求項１】
可撓性を有する絶縁性のシートと、前記シート上に形成されたアンテナコイルと、前記アンテナコイルに接続されたＩＣモジュールとを有するインレットと、
開口部を有し、前記開口部と前記ＩＣモジュールとが重畳するように前記インレットに貼り合わされる多孔質性基材と、
を備えたインレイであって、
前記開口部の内壁と前記ＩＣモジュールの側壁との距離が所定値以下であり、
前記シートは、エンボス加工によって設けられ、前記ＩＣモジュールの少なくとも一部を収容可能なＩＣモジュール収容部を有し、
前記インレットは、前記ＩＣモジュールが前記ＩＣモジュール収容部に被覆された状態で、前記多孔質性基材と貼り合わされており、
前記多孔質性基材が所定の圧力で押されたときの前記多孔質性基材の上面と前記ＩＣモジュールの上面との段差が所定範囲以内となるように設定されていることを特徴とするインレイ。
【請求項２】
前記段差の所定範囲は、−３５マイクロメートル以上３０マイクロメートル以下であることを特徴とする請求項１に記載のインレイ。
【請求項３】
前記シートのビッカース硬さが３４．０以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のインレイ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載のインレイと、
前記インレイの一方の面に貼り合わされたカバー部材と、
を備えることを特徴とするカバー付インレイ。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載のインレイを備えることを特徴とする冊子体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１５７０６４（Ｐ２０１０−１５７０６４Ａ）
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３３４４３９（Ｐ２００８−３３４４３９）
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１５日（２０１０．７．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月２６日（２００８．１２．２６）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
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