特開 2024-122288 アンテナ装置及びこれを備えるＩＣカード

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024122288

(43)【公開日】2024-09-09

(54)【発明の名称】アンテナ装置及びこれを備えるＩＣカード

(51)【国際特許分類】

   H01Q 7/06 20060101AFI20240902BHJP

   H01Q 1/24 20060101ALI20240902BHJP

   H01Q 1/38 20060101ALI20240902BHJP

   G06K 19/077 20060101ALI20240902BHJP

【ＦＩ】

H01Q7/06

H01Q1/24 C

H01Q1/38

G06K19/077 196

G06K19/077 272

G06K19/077 296

G06K19/077 216

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023029743

(22)【出願日】2023-02-28

(71)【出願人】

【識別番号】000003067

【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115738

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲頭 光宏

(74)【代理人】

【識別番号】100121681

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 和文

(72)【発明者】

【氏名】梶木屋 翔磨

(72)【発明者】

【氏名】友成 寿緒

【テーマコード（参考）】

5J046

5J047

【Ｆターム（参考）】

5J046AA02

5J047AB11

(57)【要約】

【課題】基材に設けられたコイルパターン及び基材を覆う磁性体を備えるアンテナ装置を改良する。
【解決手段】アンテナ装置１は、基材２０の主面２２を覆い貫通孔３１を有する磁性体３０と、Ｚ方向から見て磁性体３０と重なるよう基材２０に設けられたコイルパターンＣＰとを備える。コイルパターンＣＰは、第１周回部１１０と、Ｚ方向から見て第１周回部１１０の開口１１０ａ内に配置される第２周回部１２０とを含む。第２周回部１２０は、主面２１に設けられ、磁性体３０の貫通孔３１の周囲に沿って周回する第１部分１２１と、主面２２に設けられ、磁性体３０の貫通孔３１の周囲に沿って周回する第２部分１２２とを含む。これにより、第２周回部１２０のターン数を十分に確保することができる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに反対側に位置する第１及び第２主面を有する基材と、
前記基材の前記第２主面を覆い、貫通孔を有する磁性体と、
前記基材の厚み方向から見て前記磁性体と重なるよう、前記基材の前記第１及び第２主面に設けられたコイルパターンと、を備え、
前記コイルパターンは、前記第１又は第２主面に設けられた第１周回部と、前記厚み方向から見て前記第１周回部の開口内に配置される第２周回部とを含み、
前記第２周回部は、前記第１主面に設けられ、前記磁性体の前記貫通孔の周囲に沿って周回する第１部分と、前記第２主面に設けられ、前記磁性体の前記貫通孔の周囲に沿って周回する第２部分とを含む、アンテナ装置。

【請求項2】

前記第２周回部の前記第２部分は、前記基材の前記第２主面と接する底面と、前記底面の反対側に位置する上面と、前記底面と前記上面を繋ぐ側面とを有し、前記上面及び前記側面の少なくとも一部が前記磁性体で覆われるよう、少なくとも一部が前記磁性体に埋め込まれている、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項3】

前記基材は、前記磁性体の貫通孔と重なる貫通孔を有し、
前記厚み方向から見て、前記磁性体の貫通孔の内周面と前記基材の貫通孔の内周面が同一面を構成する、請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項4】

前記第２周回部の前記第１又は第２部分の最内周ターンの内周面は、前記厚み方向から見て、前記磁性体の貫通孔及び前記基材の貫通孔の内周面と同一面を構成する、請求項３に記載のアンテナ装置。

【請求項5】

前記第２周回部の前記第２部分と前記磁性体の間に位置する絶縁層をさらに備える、請求項２に記載のアンテナ装置。

【請求項6】

前記絶縁層は、前記第２周回部の前記第２部分と前記磁性体の間における厚みよりも、前記第２部分のターン間における厚みの方が厚い、請求項５に記載のアンテナ装置。

【請求項7】

前記第２周回部の前記第２部分のターン数は、前記第２周回部の前記第１部分のターン数よりも少ない、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項8】

前記第２周回部の前記第２部分は、前記第２周回部の前記第１部分よりもパターン幅が広く、前記第２周回部の前記第２部分を構成する１ターンが前記第２周回部の前記第１部分を構成する複数ターンと重なる、請求項７に記載のアンテナ装置。

【請求項9】

前記磁性体の貫通孔は、前記基材から遠ざかるにつれて開口幅が狭くなる形状を有する、請求項１に記載のアンテナ装置。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか一項に記載のアンテナ装置と、
貫通孔を有するメタルプレートと、
前記メタルプレートの貫通孔内に配置されたＩＣモジュールと、を備え、
前記メタルプレートと前記アンテナ装置は、前記メタルプレートの貫通孔と前記磁性体の貫通孔が重なり、且つ、前記基材と前記メタルプレートの間に前記磁性体が挟まれるよう積層される、ＩＣカード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、アンテナ装置及びこれを備えるＩＣカードに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、基材の両面に設けられたコイルパターンと、基材の他方の表面を覆う磁性体とを備えるアンテナ装置が開示されている。特許文献１に記載されたアンテナ装置は、ＩＣモジュールとの磁気結合を可能とすべく、ＩＣモジュールと重なる部分において磁性体に開口部が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１９５０５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、基材に設けられたコイルパターン及び基材を覆う磁性体を備える改良されたアンテナ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一実施態様によるアンテナ装置は、互いに反対側に位置する第１及び第２主面を有する基材と、基材の第２主面を覆い貫通孔を有する磁性体と、基材の厚み方向から見て磁性体と重なるよう基材の第１及び第２主面に設けられたコイルパターンとを備え、コイルパターンは、第１又は第２主面に設けられた第１周回部と、基材の厚み方向から見て第１周回部の開口内に配置される第２周回部とを含み、第２周回部は、第１主面に設けられ、磁性体の貫通孔の周囲に沿って周回する第１部分と、第２主面に設けられ、磁性体の貫通孔の周囲に沿って周回する第２部分とを含む。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、基材に設けられたコイルパターンと基材を覆う磁性体を備える改良されたアンテナ装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本開示の一実施形態によるアンテナ装置を備えるＩＣカード３の外観を示す略斜視図である。

【図2】図２は、本開示の一実施形態によるアンテナ装置１を備えるＩＣカード３の構造を説明するための略分解斜視図である。

【図3】図３は、本開示の一実施形態によるアンテナ装置１を備えるＩＣカード３の構造を説明するための略断面図である。

【図4】図４は、基材２０の第１主面２１に形成された導体パターンの略平面図である。

【図5】図５は、基材２０の第２主面２２に形成された導体パターンの略平面図である。

【図6】図６は、ＩＣモジュール５０を裏面側から見た略斜視図である。

【図7】図７は、ＩＣカード３とカードリーダー６が通信を行う状態を示す模式図である。

【図8】図８は、変形例による第２周回部１２０の第１部分１２１のパターン形状を説明するための略平面図である。

【図9】図９は、変形例による第２周回部１２０の第２部分１２２のパターン形状を説明するための略平面図である。

【図10】図１０は、変形例による第２周回部１２０の形成方法を説明するための略平面図である。

【図11】図１１は、第１の変形例によるアンテナ装置１Ａを備えるＩＣカード３Ａの構造を説明するための略断面図である。

【図12】図１２は、アンテナ装置１Ａの部分的な拡大図である。

【図13】図１３は、第２の変形例によるアンテナ装置１Ｂを備えるＩＣカード３Ｂの構造を説明するための略断面図である。

【図14】図１４は、第３の変形例によるアンテナ装置１Ｃを備えるＩＣカード３Ｃの構造を説明するための略断面図である。

【図15】図１５は、第３の変形例によるアンテナ装置１Ｃにおける第２周回部１２０の第１部分１２１のパターン形状を説明するための略平面図である。

【図16】図１６は、第３の変形例によるアンテナ装置１Ｃにおける第２周回部１２０の第２部分１２２のパターン形状を説明するための略平面図である。

【図17】図１７は、第４の変形例によるアンテナ装置１Ｄを備えるＩＣカード３Ｄの構造を説明するための略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。

【0009】

図１は、本開示の一実施形態によるアンテナ装置を備えるＩＣカード３の外観を示す略斜視図である。

【0010】

図１に示すように、本実施形態によるＩＣカード３は、Ｙ方向を長手方向、Ｘ方向を短手方向、Ｚ方向を厚み方向とする板状体であり、ＸＹ面を構成する上面３ａと裏面３ｂを有している。ＩＣカード３には後述するＩＣモジュールが内蔵されており、ＩＣモジュールの端子電極ＥがＩＣカード３の上面３ａに露出している。

【0011】

図２及び図３は、それぞれ本開示の一実施形態によるアンテナ装置１を備えるＩＣカード３の構造を説明するための略分解斜視図及び略断面図である。

【0012】

図２及び図３に示すＩＣカード３は、裏面３ｂ側から上面３ａ側に向かって、プラスチックプレート１０、基材２０、磁性体３０及びメタルプレート４０がこの順に積層された構造を有している。プラスチックプレート１０は、磁束を妨げない樹脂材料からなる。プラスチックプレート１０の表面は、ＩＣカード３の裏面３ｂを構成する。メタルプレート４０は、ステンレスやチタンなどの金属材料からなる。メタルプレート４０の表面はＩＣカード３の上面３ａを構成する。メタルプレート４０には貫通孔４１が設けられており、貫通孔４１の内部にはＩＣモジュール５０が配置されている。このように、ＩＣカード３は、本体にメタルプレートが用いられたカードである。

【0013】

基材２０は、絶縁性樹脂材料からなるフィルムであり、互いに反対側に位置する第１及び第２主面２１，２２に形成された導体パターンによってコイルパターンＣＰが構成される。導体パターンを構成する導電材料としては、例えば、銅、アルミニウム、又はこれらの合金などが挙げられる。フィルム状の基材２０を構成する絶縁性樹脂材料の例としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＩ（ポリイミド）などが挙げられる。基材２０の第１主面２１はプラスチックプレート１０と向かい合い、基材２０の第２主面２２は磁性体３０を介してメタルプレート４０と向かい合う。プラスチックプレート１０と基材２０は、接着層６１を介して接着される。なお、コイルパターンＣＰは、導体パターンと基材２０との間に導電性樹脂によるパターンを含んでいてもよい。この場合、コイルパターンＣＰは、基材２０の第１及び第２主面２１，２２に導電性樹脂によるパターンと導体パターンがこの順に積層された構造となる。

【0014】

基材２０の他方の主面２２は、磁性体３０で覆われる。本実施形態においては、厚み方向であるＺ方向から見た平面視で、基材２０に設けられた導体パターンの全てが磁性体３０と重なりを有している。磁性体３０は、接着層などを用いて基材２０に貼り付けられたシート状部材ではなく、磁性粒子と樹脂を混合したペースト状部材を基材２０の第２主面２２に塗布し、これを硬化させたものである。このため、基材２０の第２主面２２に設けられるコイルパターンは、基材２０の第２主面２２と接する底面（ＸＹ面）の反対側に位置する上面（ＸＹ面）のみならず、底面と上面を繋ぐ側面（主にＺ方向に沿った面）についても磁性体３０で覆われるよう、少なくとも一部が磁性体３０に埋め込まれている。このように、本実施形態においては、磁性粒子と樹脂を混合したペースト状部材を基材２０の第２主面２２に塗布することによって磁性体３０を形成していることから、基材２０と磁性体３０と接着する接着層が不要であり、その分、全体の厚みを薄くすることができる。

【0015】

磁性体３０は、接着層６２を介してメタルプレート４０に接着される。基材２０及び磁性体３０には、メタルプレート４０の貫通孔４１と重なる位置にそれぞれ貫通孔２３，３１が設けられている。本実施形態によるアンテナ装置１は、少なくとも基材２０及びその主面２１，２２に形成されたコイルパターンＣＰと、基材２０の第２主面２２を覆う磁性体３０によって構成される。メタルプレート４０に設けられた貫通孔４１と、基材２０及び磁性体３０に設けられた貫通孔２３，３１のサイズはほぼ同じである。したがって、基材２０の主面２１，２２に形成されたコイルパターンＣＰは、Ｚ方向から見た平面視でメタルプレート４０の貫通孔４１と重なりを有していない。

【0016】

このような構成を有するアンテナ装置１を作製する場合、まず、基材２０の第１及び第２主面２１，２２に導体パターンを形成した後、基材２０の他方の主面２２の全面に磁性粒子と樹脂を混合したペースト状部材を塗布し、これを硬化させることによって磁性体３０を形成する。次に、金型などを用いて打抜き加工を行うことにより、基材２０及び磁性体３０に貫通孔２３，３１を一括形成する。これにより、Ｚ方向から見て、基材２０の貫通孔２３の内周面と磁性体３０の貫通孔３１の内周面が同一面を構成する。

【0017】

図４は、基材２０の第１主面２１に形成された導体パターンの略平面図である。

【0018】

図４に示すように、基材２０の第１主面２１には、コイルパターンＣＰの第１周回部１１０、コイルパターンＣＰの第２周回部１２０の一部を構成する第１部分１２１、及びキャパシタパターン１３１，１３３が設けられている。第１周回部１１０は、基材２０の外縁に沿って約３ターン周回するパターンであり、その開口１１０ａ内に第２周回部１２０の第１部分１２１及びキャパシタパターン１３１，１３３が配置されている。開口１１０ａは、コイルパターンＣＰの第１周回部１１０の最内周ターンによって囲まれる領域である。第２周回部１２０の第１部分１２１は、磁性体３０の貫通孔３１の周囲に沿って約３ターン周回するパターンであり、そのパターン幅は第１周回部１１０のパターン幅よりも狭い。これにより、第２周回部１２０の第１部分１２１を構成する各ターンを、磁性体３０の貫通孔３１のエッジ近傍により近づけることができ、後述のＩＣモジュール５０におけるカップリングコイル５３との結合が高められる。

【0019】

キャパシタパターン１３１は、第１周回部１１０の最内周ターンからＸ方向に分岐したパターンである。図４に示す例では、第１周回部１１０の最内周ターンから１６本のキャパシタパターン１３１が分岐しているが、キャパシタパターン１３１の数については特に限定されない。また、１本のキャパシタパターン１３１からは、複数のキャパシタパターン１３３が分岐している。キャパシタパターン１３３はいずれもＹ方向に延在する。図４に示す例では、１本のキャパシタパターン１３１から１２本のキャパシタパターン１３３が分岐しているが、キャパシタパターン１３３の数については特に限定されない。なお、キャパシタパターン１３１，１３３は、導体パターンと基材２０との間に導電性樹脂によるパターンを含んでいてもよい。この場合、キャパシタパターン１３１，１３３は、基材２０の第１主面２１に導電性樹脂によるパターンと導体パターンがこの順に積層された構造となる。

【0020】

図５は、基材２０の第２主面２２に形成された導体パターンの略平面図である。

【0021】

図５に示すように、基材２０の第２主面２２には、Ｚ方向から見た平面視で第１周回部１１０の開口１１０ａと重なる位置に、第２周回部１２０の残りの部分を構成する第２部分１２２、キャパシタパターン１３２，１３４、及び接続パターン１４０が配置されている。第２周回部１２０の第２部分１２２は、磁性体３０の貫通孔３１の周囲に沿って約３ターン周回するパターンであり、そのパターン幅は第２周回部１２０の第１部分１２１のパターン幅と同じである。

【0022】

キャパシタパターン１３２，１３４の平面位置は、それぞれキャパシタパターン１３１，１３３と一致している。つまり、キャパシタパターン１３１，１３２は基材２０を介して互いに対向し、キャパシタパターン１３３，１３４は基材２０を介して互いに対向する。これにより、基材２０の第１主面２１に設けられたキャパシタパターン１３１，１３３と、基材２０の第２主面２２に設けられたキャパシタパターン１３２，１３４と、これらの間に位置する基材２０によって、キャパシタＣが構成される。このようなパターン形状を有するキャパシタＣのキャパシタンスは、トリミングによっていくつかのキャパシタパターン１３３を除去することによって微調整することができる。なお、キャパシタパターン１３２，１３４は、導体パターンと基材２０との間に導電性樹脂によるパターンを含んでいてもよい。この場合、キャパシタパターン１３２，１３４は、基材２０の第２主面２２に導電性樹脂によるパターンと導体パターンがこの順に積層された構造となる。

【0023】

図４及び図５に示すように、第１周回部１１０の外周端は、基材２０を貫通して設けられたビア導体１５１を介してキャパシタパターン１３２，１３４に接続される。また、第１周回部１１０を構成するターンのうち、最外周ターンから数えて２番目のターン（最内周ターンから数えて２番目のターン）の一部が分断されている。分断された一方及び他方の端部は、基材２０を貫通して設けられたビア導体１５２，１５３にそれぞれ接続される。ビア導体１５２は、接続パターン１４０の一端に接続される。接続パターン１４０の他端は、基材２０を貫通して設けられたビア導体１５４に接続される。ビア導体１５４は、第２周回部１２０の第１部分１２１の外周端に接続される。第２周回部１２０の第１部分１２１の内周端は、基材２０を貫通して設けられたビア導体１５５に接続される。ビア導体１５５は、第２周回部１２０の第２部分１２２の内周端に接続される。第２周回部１２０の第２部分１２２の外周端は、ビア導体１５３に接続される。このように、第２周回部１２０は第１周回部１１０の外周端から内周端に至るターンの途中に接続されている。これにより、電流が流れやすい第２周回部１２０をコイルパターンの線路長における中央寄りに位置できるため、後述のＩＣモジュール５０におけるカップリングコイル５３から受ける電力を効率的に使用できるため、通信距離を拡大できる。なお、接続パターン１４０は、導体パターンと基材２０との間に導電性樹脂によるパターンを含んでいてもよい。この場合、接続パターン１４０は、基材２０の第２主面２２に導電性樹脂によるパターンと導体パターンがこの順に積層された構造となる。

【0024】

かかる構成により、コイルパターンＣＰの第１周回部１１０及び第２周回部１２０が直列に接続されるとともに、第１周回部１１０の両端にキャパシタＣが接続されることになる。これらのコイルパターンＣＰ及びキャパシタＣは、外部回路に接続されない閉回路を構成する。キャパシタＣは、共振周波数を調整することにより通信特性を高める役割を果たす。そして、この閉回路の共振周波数を１３．５６ＭＨｚ又は１３．５６ＭＨｚ近傍の周波数帯に設定することで、近距離無線通信（ＮＦＣ）が可能となる。

【0025】

図６は、ＩＣモジュール５０を裏面側から見た略斜視図である。

【0026】

図６に示すように、ＩＣモジュール５０は、モジュール基板５１と、モジュール基板５１に搭載又は内蔵されたＩＣチップ５２と、カップリングコイル５３とを備えている。ＩＣチップ５２は、ドーム状の保護樹脂５４で覆われることにより保護されている。保護樹脂５４は絶縁部材からなり、図３に示すように、その一部が貫通孔２３，３１内に配置されても構わない。モジュール基板５１の裏面側には、図１に示す端子電極Ｅが設けられる。このような構成を有するＩＣモジュール５０は、メタルプレート４０に設けられた貫通孔４１に収容される。ＩＣモジュール５０が貫通孔４１に収容されると、カップリングコイル５３と基材２０の両面に設けられたコイルパターンＣＰの第２周回部１２０が電磁界結合する。そして、第２周回部１２０は、第１周回部１１０に直列接続されていることから、第１周回部１１０及び第２周回部１２０を介して、ＩＣモジュール５０が外部と通信可能となる。

【0027】

これにより、図７に示すように、ＩＣカード３の裏面３ｂをカードリーダー６と向かい合わせれば、カードリーダー６とＩＣチップ５２との間で通信を行うことができる。つまり、カードリーダー６は、コイルパターンＣＰの第１周回部１１０及び第２周回部１２０を経由して、ＩＣモジュール５０のカップリングコイル５３と結合し、これによりＩＣチップ５２との通信が実現される。

【0028】

そして、本実施形態によるアンテナ装置１は、上述の通り、基材２０の第２主面２２の全面に磁性体３０を塗布した後、打抜き加工によって貫通孔２３，３１を形成していることから、Ｚ方向から見て基材２０に形成される導体パターンが全て磁性体３０と重なる。ここで、磁性体３０は、コイルパターンＣＰの第１周回部１１０に対してはインダクタンスを高める磁路として機能する一方、コイルパターンＣＰの第２周回部１２０に対しては、ＩＣモジュール５０のカップリングコイル５３との結合を阻害する要因となり得る。しかしながら、本実施形態においては、基材２０の両面にコイルパターンＣＰの第２周回部１２０が形成されており、これにより第２周回部１２０を磁性体３０の貫通孔３１に近接させつつ、そのターン数を十分に確保できることから、インダクタンスが高めることができるとともに、ＩＣモジュール５０のカップリングコイル５３との結合を確保することが可能となる。

【0029】

また、打抜き加工により、磁性体３０に貫通孔３１が形成されるだけでなく、基材２０にも貫通孔２３が形成されることから、ＩＣチップ５２を覆うドーム状の保護樹脂５４が基材２０と干渉することもない。尚、本実施形態においては、第１周回部１１０が基材２０の第１主面２１に形成されているが、第１周回部１１０を基材２０の第２主面２２に形成しても構わない。

【0030】

図８及び図９は、それぞれ変形例による第２周回部１２０の第１及び第２部分１２１，１２２のパターン形状を説明するための略平面図である。

【0031】

図８及び図９に示す例では、第２周回部１２０の第１及び第２部分１２１，１２２の最内周ターン１２１ａ，１２２ａのパターン幅が他のターンのパターン幅よりも広く、且つ、最内周ターン１２１ａ，１２２ａの内周面が、基材２０及び磁性体３０の貫通孔２３，３１の内周面と同一面を構成している。つまり、第１及び第２部分１２１，１２２の最内周ターン１２１ａ，１２２ａの内周エッジの位置は、基材２０及び磁性体３０の貫通孔２３，３１の内周エッジの平面位置と一致しており、第１及び第２部分１２１，１２２の最内周ターン１２１ａ，１２２ａの内周エッジよりも内側には基材２０が存在しない。

【0032】

このような構成は、図１０に示すように、例えば、第２周回部１２０の第１部分１２１の開口サイズが貫通孔２３，３１の開口サイズよりも小さくなるよう、第２周回部１２０の第１部分１２１の最内周ターン１２１ａのパターン幅を選択的に拡大し、最内周ターン１２１ａと重なる符号Ａで示す位置で貫通孔２３，３１を打抜き加工することによって得られる。これにより、第２周回部１２０の抵抗値を低減することができるだけでなく、第１及び第２部分１２１，１２２の最内周ターン１２１ａ，１２２ａの内周面が磁性体３０で覆われることなく貫通孔２３，３１に露出することから、ＩＣモジュール５０のカップリングコイル５３との結合が高められる。

【0033】

図１１は、本実施形態の第１の変形例によるアンテナ装置１Ａを備えるＩＣカード３Ａの構造を説明するための略断面図である。

【0034】

図１１に示すように、第１の変形例によるアンテナ装置１Ａは、基材２０の第２主面２２に設けられた導体パターンを覆うよう、基材２０の第２主面２２上に絶縁層７０が設けられている点において、図３に示したアンテナ装置１と相違している。その他の基本的な構成は、図３に示したアンテナ装置１と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0035】

絶縁層７０は、少なくとも第２周回部１２０の第２部分１２２の表面を覆うことにより、第２部分１２２のターン間における磁性体３０を介したショートを防止する役割を果たす。このような絶縁層７０を設けることにより、第２部分１２２のターン間におけるスペースが狭く、且つ、磁性体３０の絶縁性が低い場合であっても、ターン間におけるショートを防止することが可能となる。尚、本実施形態においては、磁性体３０が塗布により形成されることから、絶縁層７０が基材２０と磁性体３０を接着する機能を有している必要はない。また、絶縁層７０を基材２０の第２主面２２の全面に形成する必要はなく、第２周回部１２０の第２部分１２２の表面に絶縁層７０を選択的に形成しても構わない。また、本実施形態では、第２周回部１２０の第２部分１２２の表面を絶縁層７０が覆っていることから、磁性体３０は、第２周回部１２０の第２部分１２２の上面と側面の一部を覆うことになる。

【0036】

また、拡大図である図１２に示すように、絶縁層７０の厚みは、第２周回部１２０の第２部分１２２と磁性体３０の間における厚みＴ１よりも、第２部分１２２のターン間における厚みＴ２、つまり、基材２０と磁性体３０の間における厚みＴ２の方が厚くても構わない。これによれば、磁性体３０の平坦性を高めることが可能となる。

【0037】

図１３は、本実施形態の第２の変形例によるアンテナ装置１Ｂを備えるＩＣカード３Ｂの構造を説明するための略断面図である。

【0038】

図１３に示すように、第２の変形例によるアンテナ装置１Ｂは、基材２０及び磁性体３０に設けられた貫通孔２３，３１がテーパー状である点において、図３に示したアンテナ装置１と相違している。その他の基本的な構成は、図３に示したアンテナ装置１と同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0039】

このようなテーパー形状は、貫通孔２３，３１を打抜き加工する際、磁性体３０をダイ側、基材２０の第１主面２１をパンチ側とすることによって得られる。そして、このような形状とすることにより、磁性体３０の貫通孔３１の開口幅が基材２０から遠ざかるにつれて狭くなることから、アンテナ特性の劣化を防止することができる。また、基材２０の貫通孔２３の開口幅も磁性体３０に近づくにつれて狭くなる。

【0040】

図１４は、本実施形態の第３の変形例によるアンテナ装置１Ｃを備えるＩＣカード３Ｃの構造を説明するための略断面図である。また、図１５及び図１６は、それぞれ第３の変形例によるアンテナ装置１Ｃにおける第２周回部１２０の第１及び第２部分１２１，１２２のパターン形状を説明するための略平面図である。

【0041】

図１４～図１６に示すように、第３の変形例によるアンテナ装置１Ｃは、第２周回部１２０の第１及び第２部分１２１，１２２がいずれも約１ターンである点において、図１３に示した第２の変形例によるアンテナ装置１Ｂと相違している。その他の基本的な構成は、第２の変形例によるアンテナ装置１Ｂと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0042】

第３の変形例が例示するように、第２周回部１２０の第１及び第２部分１２１，１２２が複数ターンである必要はなく、約１ターンであっても構わない。この場合、複数ターンである場合に問題となり得る、第２部分１２２のターン間における絶縁抵抗の低下が生じないことから、図１１に示した絶縁層７０を追加する必要がない。また、第３の変形例では、第２周回部１２０の周回方向が第１周回部１１０の周回方向と逆である。このように、第２周回部１２０の周回方向は、第１周回部１１０の周回方向と同じである必要はない。

【0043】

図１７は、本実施形態の第４の変形例によるアンテナ装置１Ｄを備えるＩＣカード３Ｄの構造を説明するための略断面図である。

【0044】

図１７に示すように、第４の変形例によるアンテナ装置１Ｄは、第２周回部１２０の第２部分１２２が約１ターンである点において、図１３に示した第２の変形例によるアンテナ装置１Ｂと相違している。その他の基本的な構成は、第２の変形例によるアンテナ装置１Ｂと同一であることから、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【0045】

第４の変形例が例示するように、第２周回部１２０の第１及び第２部分１２１，１２２のターン数が互いに異なっていても構わない。図１７に示す例では、第２周回部１２０の第２部分１２２のターン数が第２周回部１２０の第１部分１２１のターン数よりも少ない。これにより、複数ターンである場合に問題となり得る、第２部分１２２のターン間における絶縁抵抗の低下が生じないことから、図１１に示した絶縁層７０を追加する必要がない。また、第２部分１２２の抵抗値を低減することができるとともに、第２部分１２２よりも磁性体３０から離れた第１部分１２１のターン数が十分に確保されることから、ＩＣモジュール５０のカップリングコイル５３との結合が高められる。

【0046】

しかも、図１７に示す例では、第２周回部１２０の第２部分１２２のパターン幅は、第２周回部１２０の第１部分１２１のパターン幅よりも広く、第２周回部１２０の第２部分１２２を構成する１ターンが第２周回部１２０の第１部分１２１を構成する全てのターンと重なっている。これにより、第１部分１２１と第２部分１２２の相対的なパターンずれに起因する寄生容量の変動を抑制することができる。

【0047】

以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記の実施形態に限定されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本開示の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

【0048】

本開示に係る技術には、以下の構成例が含まれるが、これに限定されるものではない。

【0049】

本開示の一実施態様によるアンテナ装置は、互いに反対側に位置する第１及び第２主面を有する基材と、基材の第２主面を覆い貫通孔を有する磁性体と、基材の厚み方向から見て磁性体と重なるよう基材の第１及び第２主面に設けられたコイルパターンとを備え、コイルパターンは、第１又は第２主面に設けられた第１周回部と、基材の厚み方向から見て第１周回部の開口内に配置される第２周回部とを含み、第２周回部は、第１主面に設けられ、磁性体の貫通孔の周囲に沿って周回する第１部分と、第２主面に設けられ、磁性体の貫通孔の周囲に沿って周回する第２部分とを含む。これによれば、第２周回部のターン数を十分に確保することができることから、第２周回部が磁性体と重なっている場合であっても、ＩＣモジュールとの結合が可能となる。

【0050】

上記のアンテナ装置において、第２周回部の第２部分は、基材の第２主面と接する底面と、底面の反対側に位置する上面と、底面と上面を繋ぐ側面とを有し、上面及び側面の少なくとも一部が磁性体で覆われるよう、少なくとも一部が磁性体に埋め込まれていても構わない。これによれば、全体の厚みを薄くすることが可能となる。

【0051】

上記のアンテナ装置において、基材は、磁性体の貫通孔と重なる貫通孔を有し、厚み方向から見て、磁性体の貫通孔の内周面と基材の貫通孔の内周面が同一面を構成しても構わない。このような構造は、打抜き加工によって得ることができ、貫通孔内に配置されるＩＣモジュールなどの機器と基材の干渉を防止することができる。

【0052】

上記のアンテナ装置において、第２周回部の第１又は第２部分の最内周ターンの内周面は、厚み方向から見て、磁性体の貫通孔及び基材の貫通孔の内周面と同一面を構成しても構わない。これによれば、ＩＣモジュールとの結合が高められる。

【0053】

上記のアンテナ装置において、第２周回部の第２部分と磁性体の間に位置する絶縁層をさらに備えていても構わない。これによれば、第２部分を構成する各ターン間におけるショートを防止することが可能となる。この場合、絶縁層は、第２周回部の第２部分と磁性体の間における厚みよりも、第２部分のターン間における厚みの方が厚くても構わない。これによれば、磁性体の平坦性を高めることが可能となる。

【0054】

上記のアンテナ装置において、第２周回部の第２部分のターン数は、第２周回部の第１部分のターン数よりも少なくても構わない。これによれば、第２部分の抵抗値を低減しつつ、第１部分のターン数を十分に確保することが可能となる。

【0055】

上記のアンテナ装置において、第２周回部の第２部分は、第２周回部の第１部分よりもパターン幅が広く、第２周回部の第２部分を構成する１ターンが第２周回部の第１部分を構成する複数ターンと重なっても構わない。これによれば、第１部分と第２部分の相対的なパターンずれに起因する寄生容量の変動を抑制することができる。

【0056】

上記のアンテナ装置において、磁性体の貫通孔は、基材から遠ざかるにつれて開口幅が狭くなる形状を有していても構わない。これによれば、アンテナ特性の劣化を防止することができる。

【0057】

本開示の一実施態様によるＩＣカードは、上記いずれかのアンテナ装置と、貫通孔を有するメタルプレートと、メタルプレートの貫通孔内に配置されたＩＣモジュールとを備え、メタルプレートとアンテナ装置は、メタルプレートの貫通孔と磁性体の貫通孔が重なり、且つ、基材とメタルプレートの間に磁性体が挟まれるよう積層される。これによれば、コイルパターンの第２周回部とＩＣモジュールを結合させることが可能となる。

【符号の説明】

【0058】

１，１Ａ～１Ｄ アンテナ装置
３，３Ａ～３Ｄ ＩＣカード
３ａ ＩＣカードの上面
３ｂ ＩＣカードの裏面
６ カードリーダー
１０ プラスチックプレート
２０ 基材
２１ 第１主面
２２ 第２主面
２３ 貫通孔
３０ 磁性体
３１ 貫通孔
４０ メタルプレート
４１ 貫通孔
５０ ＩＣモジュール
５１ モジュール基板
５２ ＩＣチップ
５３ カップリングコイル
５４ 保護樹脂
６１，６２ 接着層
７０ 絶縁層
１１０ 第１周回部
１１０ａ 開口
１２０ 第２周回部
１２１ 第１部分
１２２ 第２部分
１２１ａ，１２２ａ 最内周ターン
１３１～１３４ キャパシタパターン
１４０ 接続パターン
１５１～１５５ ビア導体
Ｃ キャパシタ
ＣＰ コイルパターン
Ｅ 端子電極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】