JP2005250875A - Ｉｃモジュールインレット、ｉｃカード及びｉｃカード製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表面の平滑性が高く、またＩＣカードの曲げに対する強度を向上させる。
【解決手段】基材５上にＩＣチップ２と、このＩＣチップ２に接続したアンテナコイル３とを有するＩＣモジュールインレット４において、アンテナコイル３の一方の端部と他方の端部が、基材５に形成したスルーホール６，７を介して接続され、スルーホール部Ａの厚みが３〜２０μｍである。
【選択図】図２

Description

この発明は、非接触ＩＣカード等に用いられるＩＣモジュールインレット、ＩＣカード及びＩＣカード製造方法に関する。

従来、非接触ＩＣチップを実装した非接触ＩＣカードが知られており、このような非接触ＩＣカードとして、例えば第１のシート材と第２のシート材が接着剤を介して貼り合わされ、その接着剤中にＩＣチップ及びアンテナコイルを有するＩＣモジュールインレットを封入するものがある。

このような非接触ＩＣカードに利用されているアンテナコイルは、例えば銅線をコイル状に巻いて、カード基板に貼り付けるか、或いは、カード基板に銅張り基板を用い、これをエッチングすることにより、カードの片面または両面にコイルを形成することにより、カード基板に積層される。

ところで、アンテナコイルを銅線を用いて形成する場合、巻き始めと巻き終わりの線は同じところに持ってくることができるので、カード基板にスルーホールを形成したり、ジャンパー線を設ける必要はないものの、量産性に乏しく、大量に生産しても、コストダウンを図ることが難しいといった問題があった。

一方、銅張り基板のエッチングによりカード基板の片面にのみコイルを形成した場合には、コイルの一方（例えば内側）の端部をコイルの他方（例えば外側）の端部側まで引き出す必要があるため、カード基板に形成したスルーホールを介してコイルの一端を基板の裏面に通し、裏面に形成した別のパターンでコイルのもう一方の端部側まで引き出し、カード基板に形成した別のスルーホールを介して、カードの表面に戻すようにしている。またカード基板の両面にコイルを形成した場合には、例えば特開平８−８７５８３号公報に開示されているように、各基板面に形成したコイルの一端をスルーホールを介してつなげると共に、一方の基板面に形成したコイルの他端を、スルーホールを介して他方の基板面に引き出すようにしている。
特開平８−８７５８３号公報

従って、カード基板にエッチングによりアンテナコイルを形成する場合には、カード基板にスルーホールを形成して、スルーホールに設けた導電材を介して基板両面に形成したパターン同士を接続しなければならず、このスルーホール部分の厚みが大きくなると非接触ＩＣカード表面のスルーホールに対応する部位に凹凸が発生し、この部分に画像を設けようとすると、凹凸の影響を受けて画像ムラが発生し易くなる。

このため、スルーホール部分を画像形成エリアから除外して券面のレイアウトをしなければならず、自由な表現が制約されるという欠点があった。

またＩＣカードは、曲げに対する強度が要求されるが、ＩＣカードを携帯する場合に曲げ作用が働くと、スルーホールを介してつながれたアンテナコイルの一方の端部と他方の端部がはずれて通信不良が発生するといった問題があった。

この発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、表面の平滑性が高いＩＣモジュールインレット、ＩＣカード及びＩＣカード製造方法を提供すること、さらに、ＩＣカードの曲げに対する強度を向上させるＩＣモジュールインレット、ＩＣカード及びＩＣカード製造方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。

ＩＣモジュールインレットの発明は、基材上にＩＣチップと、このＩＣチップに接続したアンテナコイルとを有するＩＣモジュールインレットにおいて、前記アンテナコイルの一方の端部と他方の端部が、前記基材に形成したスルーホールを介して接続され、前記スルーホール部の厚みが３〜２０μｍであることを特徴とする。

前記基材は、樹脂フィルムであることが好ましい。また、前記ＩＣチップの厚みが５０〜２００μｍである。前記ＩＣチップには補強板が設けられる。

ＩＣカードの発明は、第１のシート材と第２のシート材との間に、前記したＩＣモジュールインレットが配置されてなることを特徴とする。

ＩＣカード製造方法の発明は、第１のシート材と第２のシート材との間に前記したＩＣモジュールインレットを配置し、前記ＩＣモジュールインレットと、前記第１のシート材及び前記第２のシート材とを接着層を介して貼り合わせることを特徴とする。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

ＩＣモジュールインレットの発明では、アンテナコイルの一方の端部と他方の端部が、基材に形成したスルーホールを介して接続され、スルーホール部が薄くなるとスルーホールを介してつながれたアンテナコイルの一方の端部と他方の端部がはずれて通信不良が発生し、厚くなると凹凸による画像ムラが発生し易くなるが、スルーホール部の厚みが３〜２０μｍであることで、通信不良が軽減され、かつ表面の平滑性が高く画像ムラの発生を防止することができる。

前記基材は、樹脂フィルムであることが好ましく、例えばアンテナコイルのパターンをスクリーン印刷により形成できる。また、前記ＩＣチップの厚みが５０〜２００μｍであると、強度があり、加工作業性、コスト等の点で有効である。前記ＩＣチップには補強板が設けられ、この補強板によってＩＣチップが保護される。

ＩＣカードの発明では、第１のシート材と第２のシート材との間に、前記したＩＣモジュールインレットが配置されることで、通信不良が軽減され、かつ表面の平滑性が高く画像ムラの発生を防止することができる。

ＩＣカード製造方法の発明では、第１のシート材と第２のシート材との間に前記したＩＣモジュールインレットを配置し、接着層を介して貼り合わせ、通信不良が軽減され、かつ表面の平滑性が高く画像ムラの発生を防止することが可能なＩＣカードを製造することができる。

以下、この発明のＩＣモジュールインレット、ＩＣカード及びＩＣカード製造方法の実施の形態について説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語はこれに限定されない。

図１はアンテナコイルの終端端子部とＩＣモジュールのアンテナ端子部との接続状態の概略を示すＩＣモジュールインレットの平面図、図２はＩＣモジュールインレットの断面図である。

ＩＣモジュール１は、少なくともＩＣチップ２とそれに接続されたアンテナコイル３で構成されており、ＩＣモジュールインレット４は、ＩＣモジュール１を基材５上に配置して構成される。

ＩＣモジュール１の基材５としては樹脂フィルムが好ましく、ＰＥＴやＰＥＴ−Ｇ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド、ナイロン等の各種材料を使用することができるが、この発明においては、低収縮性ＰＥＴフィルム、低収縮性ＰＥＮフィルム等から選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。ＩＣモジュール１の基材５の厚みＤ１は５〜３００μｍが使用できるが、強度、加工作業性、コスト等の点から１０〜１００μｍがより好ましい。

図１において、最初にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ−Ｇ）等からなるＩＣモジュール１の基材５のアンテナコイル３の終端端子部３ａ及びＩＣモジュール１のアンテナ端子部３ｂに該当する部位に、パンチング加工等の方法によって、スルーホール６，７を設けた後、このＩＣモジュール１の基材５の表面側に金属粉末を含有したぺースト等を用いて、アンテナコイル３のパターンをスクリーン印刷により形成する。

アンテナコイル３のパターンを加熱硬化させた後、このＩＣモジュール１の基材５の裏面側にスルーホール６，７を接続する形状で、ジャンパー配線８のパターンを同様にスクリーン印刷等の手段で形成し加熱硬化させる。ここで、金属粉末を含有するぺーストを塗布した際にスルーホール６，７の内部には導電性のぺーストが充填されるため、アンテナコイル３の終端端子部３ａとＩＣモジュール１のアンテナ端子部３ｂとはＩＣモジュール１の基材５の裏側でしっかりと接続される。

ここで、スルーホール部Ａの厚みＤ２は３〜２０μｍとなるようにすることが好ましい。スルーホール部Ａの厚みＤ２とは、基材５の厚みＤ１を含まないで基材５の表面から突出している、基材５の表側、裏側それぞれの部分の厚みを意味し、この実施の形態では基材５の裏側で接続したジャンパー配線８のパターン部分が裏側のＤ２、基材５の表側に突出している部分が表側のＤ２である。

このスルーホール部Ａの厚みＤ２は２０μｍを超えると、ＩＣカード化した場合のＩＣカード表面のスルーホール６，７に対応する部位に凹凸が発生するといった問題が生じ、３μｍより薄いと十分な通信特性が得られない。

また、ＩＣチップ２の厚みは５０〜２００μｍであることが、強度があり、加工作業性、コスト等の点で有効で好ましい。また、ＩＣチップ２には補強板９が設けられ、この補強板９はＩＣチップ２より大きいと、補強板９によってＩＣチップ２が保護される。

次に、この発明のＩＣカードを図３に示す。この発明のＩＣカード１１は、ＩＳＯ規格で厚さが０．７６ｍｍに規定されている。このＩＣカード１１は、２枚のシート材である第１のシート材１２及び第２のシート材１３としてのベースフィルムと、これら第１のシート材１２及び第２のシート材１３の間に介在される接着剤層１４，１５とからなる。これら第１のシート材１２及び第２のシート材１３のベースフィルムの接着剤を介しない側の表面には、受像層、固定情報の印刷層または筆記層を形成してもよい。受像層の一例としては、昇華染料インクがＴＰＨ（サーマルヘッド）で加熱されて熱拡散する時に、染料をトラップして定着させる素材で構成されるものが挙げられる。固定情報は、例えば資格証明カードの場合には、資格の種類、「発行日」の文字、「氏名」の文字、「生年月日」の文字、「住所」の文字等の文字情報の他、枠、図形、パターン等である。筆記層は、例えばポリエステル樹脂等にシリカ等の白色顔料を分散させたものを塗工して形成することができる。

接着剤層１４，１５内にはＩＣチップ２、アンテナコイル３を有するＩＣモジュール１を基材５に有するＩＣモジュールインレット４が封入されている。

この発明のＩＣカードに用いる第１のシート材１２及び第２のシート材１３としては、各種カード基材として使用されているポリエステル樹脂，ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ＡＢＳ樹脂，ポリイミド樹脂，塩化ビニル樹脂等の樹脂シート、熱転写紙，上質紙，アート紙，コート紙等の紙、などを用いることができる。これらの中でも、環境へ与える負荷が比較的少なく、白色度、耐久性の点に優れる白色ＰＥＴが特に好ましい。

また、この発明では、接着剤層１４，１５を形成する接着剤としてホットメルト型接着剤を用いるのが好ましい。このホットメルト型接着剤は、一度シート状に形成した後でも、ある温度まで加熱すれば再度接着剤としての機能を復活する。ホットメルト型接着剤としては、湿気硬化型や、光硬化型の反応型ホットメルト接着剤が挙げられるが、湿気硬化型ホットメルト接着剤がより好ましい。湿気硬化型の反応型ホットメルト接着剤としては、特開２０００−０３６０２６、特開２０００−２１９８５５、特開２０００−２１１２７８、特開２００２−１７５５１０に開示されている。

ここで、ホットメルト接着剤を使用したＩＣカード製造方法の一例を挙げる。ＩＣカードの作製に当たっては、先ず表裏のシート材にアプリケーターでホットメルト接着剤を所定の厚さに塗工する。塗工方法としてはローラー方式、Ｔダイ方式、ダイス方式などの通常の方式が使用される。接着剤を塗工した上下のシート材の間にＩＣモジュールインレットを装着する。装着する前に塗工した接着剤をあらかじめヒーター等で加熱させておいてもよい。その後上下シート材間にＩＣモジュールインレットを装着したものを接着剤の貼り合わせ温度に加熱したプレスで所定時間プレスするか、又はプレスでの圧延の替わりに所定温度の恒温槽中でシートを搬送しながらロールで圧延する。また、貼り合わせ時に気泡が入るのを防止するために真空プレスすることが有効である。プレス等で貼り合わせた後は所定形状に打ち抜くなり、カード状に断裁するなどしてカード化する。ここで、プレス等で貼り合わせた後に、枚葉シート状に切断してからカード化するのが好ましい。

接着剤に反応型接着剤を用いた場合は所定時間硬化反応させた後にカード状に断裁するが、枚葉シート状に切断してからカード化する場合は、接着剤が硬化する前に枚葉シート状に切断するのが好ましい。
［実施例］
（実施例１）
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ−Ｇ）からなるＩＣモジュールの基材に形成されたアンテナコイルの終端端子部及びＩＣモジュールのアンテナ端子部に該当する部位に、パンチング加工によりスルーホールを２つ設けた後、このＩＣモジュールの基材の表面側に金属粉末を含有したぺーストを用いて、アンテナコイルのパターンをスクリーン印刷により形成した。

アンテナコイルのパターンを加熱硬化させた後、このＩＣモジュールの基材の裏面側に上記２つのスルーホールを接続する形状で、ジャンパー配線のパターンを同様にスクリーン印刷等の手段で形成し加熱硬化させた。ここで、金属粉末を含有するぺーストを塗布することによりスルーホールの内部には導電性のぺーストが充填され、アンテナコイルの終端端子部とＩＣモジュールのアンテナ端子部とはＩＣモジュールの基材の裏側で接続された。

ここで、ＩＣモジュールインレットの表側のスルーホール部の厚みが８μｍ、ＩＣモジュールインレットの裏側のスルーホール部の厚みが１４μｍとなるよう、スルーホールの内部に導電性のぺーストを充填した。

次に、第２のシート材として厚さ０．１ｍｍの白色ＰＥＴシート上に、ホットメルト接着剤層を塗工し、さらにその上に前述のＩＣモジュールインレットを載置した。また、ホットメルト接着剤層は、積水化学社製エスダイン２０１３ＭＫを使用した。

載置されたＩＣモジュールインレットの上に、前記と同じホットメルト接着剤層、第１のシート材として厚さ０．１ｍｍの白色ＰＥＴシートを積層して、鏡板平面熱プレスを使用し、７５℃加熱、５ｋｇｆ／ｃｍ²の条件で熱圧着させ、ＩＣチップ、及びアンテナコイルを内包した厚み０．７６ｍｍのＩＣカードを作製した。

こうして得られたＩＣカードの表面の平滑性をＪＩＳ規格Ｘ６３０５に準じて測定したところ、表面粗度は２３μｍで、平滑性は良好であった。ＩＣカード表面の、スルーホールに対応する部位にも凹凸はみられなかった。

さらに、ＪＩＳ規格Ｘ６３０５に規定されたＩＣカードの動的曲げ強さの試験を実施した。試験後のＩＣカードには、破壊、ＩＣ機能の異常といった問題は発生しなかった。
（実施例２）
ＩＣモジュールインレットの表側のスルーホール部の厚みが５μｍ、ＩＣモジュールインレットの裏側のスルーホール部の厚みが１０μｍとなるよう、スルーホールの内部に導電性のぺーストを充填した以外は、実施例１と同様にしてＩＣモジュールインレットを作成し、このＩＣモジュールインレットを用いて実施例１と同様にしてＩＣカードを製造した。

得られたＩＣカードの表面粗度は１９μｍで、平滑性は良好であった。ＩＣカード表面の、スルーホール部に対応する部位にも凹凸はみられなかった。

さらに、ＩＣカードの動的曲げ強さの試験を実施したところ問題なく、ＩＣ機能にも異常は発生しなかった。
（比較例１）
ＩＣモジュールインレットの表側のスルーホール部の厚みが２７μｍ、ＩＣモジュールインレットの裏側のスルーホール部の厚みが３５μｍとなるよう、スルーホールの内部に導電性のぺーストを充填した以外は、実施例１と同様にしてＩＣモジュールインレットを作成し、このＩＣモジュールインレットを用いて実施例１と同様にしてＩＣカードを製造した。

ＩＣカードの表面粗度は５６μｍであり、実施例に比べ明らかに平滑性が劣っていた。また、ＩＣカード表面の、スルーホールに対応する部位に目視で確認できるほどの凹凸が発生した。さらに、ＩＣカードの動的曲げ強さの試験を実施したところ、ＩＣカードのスルーホール部に対応する部位に発生した凹凸を起点としてシート材が剥離した。
（比較例２）
ＩＣモジュールインレットの表側のスルーホール部の厚みが１μｍ、ＩＣモジュールインレットの裏側のスルーホール部の厚みが２μｍとなるよう、スルーホールの内部に導電性のぺーストを充填した以外は、実施例１と同様にしてＩＣモジュールインレットを作成し、このＩＣモジュールインレットを用いて実施例１と同様にしてＩＣカードを製造した。

得られたＩＣカードの表面粗度は１５μｍで、平滑性は良好であった。ＩＣカード表面の、スルーホールに対応する部位にも凹凸はみられなかった。さらに、ＩＣカードの動的曲げ強さの試験を実施したところ、アンテナコイルとジャンパー配線との接合部が外れたため、得られたカードはＩＣカードとして使用することができなかった。

基材上にＩＣチップと、このＩＣチップに接続したアンテナコイルとを有するＩＣモジュールインレットに適用され、また第１のシート材と第２のシート材との間に、ＩＣモジュールインレットが配置されてなるＩＣカード及びＩＣカード製造方法に適用される。

アンテナコイルの終端端子部とＩＣモジュールのアンテナ端子部との接続状態の概略を示すＩＣモジュールインレットの平面図である。 ＩＣモジュールインレットの断面図である。 ＩＣカードの概略構成を示す図である。

符号の説明

１ ＩＣモジュール
２ ＩＣチップ
３ アンテナコイル
３ａ アンテナコイル３の終端端子部
３ｂ ＩＣモジュール１のアンテナ端子部
４ ＩＣモジュールインレット
５ 基材
６，７ スルーホール
９ 補強板
１１ ＩＣカード
１２ 第１のシート材
１３ 第２のシート材
１４，１５ 接着剤層

Claims (6)

1. 基材上にＩＣチップと、このＩＣチップに接続したアンテナコイルとを有するＩＣモジュールインレットにおいて、
   前記アンテナコイルの一方の端部と他方の端部が、前記基材に形成したスルーホールを介して接続され、
   前記スルーホール部の厚みが３〜２０μｍであることを特徴とするＩＣモジュールインレット。
2. 前記基材が、樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１に記載のＩＣモジュールインレット。
3. 前記ＩＣチップの厚みが５０〜２００μｍであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＩＣモジュールインレット。
4. 前記ＩＣチップに補強板が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のＩＣモジュールインレット。
5. 第１のシート材と第２のシート材との間に、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のＩＣモジュールインレットが配置されてなることを特徴とするＩＣカード。
6. 第１のシート材と第２のシート材との間に請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のＩＣモジュールインレットを配置し、
   前記ＩＣモジュールと、前記第１のシート材及び前記第２のシート材とを接着層を介して貼り合わせることを特徴とするＩＣカード製造方法。

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