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JP2758030B2 - 薄型電子機器とその製造方法 - Google Patents

薄型電子機器とその製造方法

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JP2758030B2
JP2758030B2 JP1166627A JP16662789A JP2758030B2 JP 2758030 B2 JP2758030 B2 JP 2758030B2 JP 1166627 A JP1166627 A JP 1166627A JP 16662789 A JP16662789 A JP 16662789A JP 2758030 B2 JP2758030 B2 JP 2758030B2
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battery
electrode surface
cover sheet
electronic device
cover
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剛 堀
美緒 西
章夫 安田
重考 樋口
英利 清水
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Sony Corp
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Sony Chemicals Corp
Sony Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は集積回路チップと、該集積回路チップに電力
を供給する電源電池を備えた薄型電子機器とその製造方
法に関するものである。
［発明の概要］ 本発明の薄型電子機器とその製造方法は、第１及び第
２のカバーシートの内面に電池となる正、負の電極面を
形成し、この各電極面に電池活性物を塗布するようにな
し、更に、前記第１、第２のカバーシートの間に集積化
された回路部材と電解液を浸したセパレータを載置し、
サンドイッチ状に積層してカードタイプの電子機器を構
成している。
そのため、超薄型のICカードやタグカードを低価格で
提供することのできるものであり、またこのようなカー
ドを量産性良く製造することを可能にするものである。
［従来の技術とその問題点］ 近年、小型電子機器の薄型化により、樹脂シート間に
集積回路チップ及び該集積回路チップに電力を供給する
電源電池を備えたカード型電卓や、メモリ機能を有する
ICカード等の薄型電子機器が開発されている。
従来の小型電子機器においてはボタン電池、またはコ
イン電池が用いられていた。
このような薄型電子機器はJIS規格により、厚さが最
大0.80mmと決められているが、ボタン型あるいは、コイ
ン型電池を用いると、電子機器の厚さを規格内に収める
ことは困難であった。
また、近年このようなICカードは、例えば特公昭59−
22997号により開示されているように、窃盗検出システ
ム、或は荷物の自動仕分けシステム等への応用が考えら
れているが、消耗品として大量に使用する必要があるた
め、安価に量産することが要請されている。
しかしながら従来のように薄型電子機器の本体と電池
を別々に製造し、後で電池を本体に挿入すると、製造上
非常に手間がかかり、生産性も悪くコストアップを招く
という問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、かかる問題点にかんがみてなされたもの
で、薄型電子機器を形成する表又は裏カバーとなるシー
トの少なくとも一方には導電性の配線パターンを形成す
ると共に、表及び裏カバーとなるシートの双方に電池の
正，及び負となる電極面を形成し、前記配線パターンの
所定位置にICチップを接着剤等によって固着する。そし
て、正及び負の電極面には、それぞれ電池の活性剤とな
る物質を塗布し、表及び裏カバーとなるシートを電解液
を含浸したセパレータを介して重畳合体することによっ
て、ICチップが内蔵されている電子機器を連続する搬送
ライン上で製造することができるようにしたものであ
る。
〔作用〕
ICチップを固着する配線パターンと,ICチップ内に設
けられているメモリのバックアップ電池が同一の導電パ
ターンによってカードの表，又は裏カバーとなるシート
上に形成されているため、表及び裏カバーを電池の活性
剤となる物質，及び電解液が含浸されているセパレータ
を挟んで重畳し、超音波又は熱シール等によって融着合
体することにより、ICメモリ，及び電池が内蔵されてい
る薄型の電子機器が構成でき、製造ラインで連続的に製
造できるようになる。
〔実施例〕
第１図は本発明の情報カードの製造方法を説明するた
めの概要図を示したものであり、製造される薄型電子機
器である情報カードの具体的な構造例は第２図（ａ）の
平面図，第２図（ｂ）の断面図、及び第２図（ｃ）の側
面分離図で示されている。
又、第１図の各製造工程〔Ｉ〕〜〔Ｖ〕における情報
カード面の模様は第３図で示されている。
情報カードの構造は、例えば、第２図（ａ）の平面図
及び第２図（ｂ）の断面図に示されているように、裏側
のカバーシート（以下、第１のカバーシートともいう）
１と，表側のカバーシート（以下、第２のカバーシート
ともいう）２からなり、特に、この実施例のカードでは
表側となるカバーシート２の上面には（両面）接着シー
ト３を貼り付けて、カードの種類の表示等を行うように
している。
第1,及び第２のカバーシートの間には導電パターン４
と，偏平な電池5,及びICチップ６が設けられており、薄
型化をはかるために、第２のカバーシート２に穴2Aを設
け、第1,及び第２のカバーシートを重畳したときにこの
穴2AにICチップ６が陥没するようにしている。
又、ICチップ６に接続される導電パターン４の一部は
ICメモリに記憶されているデータによって特性インピー
ダンスが変化するアンテナ（ダイポールアンテナ）4A2,
4A2とされ、かつ、広い面積とされた導電パターン４は
電池の正，及び負の電極面4A1,4B1とされている。
さらに、電池５は第２図（ｃ）によく示されているよ
うに第1,及び第２のカバーシート1,及び２に印刷技術等
によって形成されている電極面4A1,4B1の上にゲル状と
された電池の活性物質5A,5B（Zn,MnO2）が塗布され、こ
れらのカバーシート1,2で電解液を含浸したセパレータ5
Cをサンドイッチ状に挟着することによって形成される
ものである。
なお、第１のカバーシート１の外表面には、通常の磁
気カードにみられるようにISO規格に準拠した磁性膜７
を形成することができる。
以下、上述したような情報カードを製造する本発明の
一実施例を第１図に基づいて説明する。
この図において、11はポリエチレンテフタシート（PE
T），又はポリプロピレン（Ｐ・Ｐ）等からなる帯状の
カバーシート材（Ａ）であり、その厚みは約50μｍであ
る。
このカバーシート材11は図示の方向にロールによって
引き出されて磁気ストライプ印刷部12に供給されてい
る。そして、カバーシート材11（Ａ）の下面にISO規格
に準拠した磁性膜領域が形成される。
13はカバーシート材11の上面に配線パターンを形成す
るスクリーン印刷部（Ａ）を示し、このスクリーン印刷
部13によって第３図（ａ）に示すような配線パターンが
導電性の塗料、例えばペースト状のカーボン，ペースト
状とされた銅，又はペースト状の水銀によってカバーシ
ート材11に印刷される。
この配線パターンの4A1の部分は情報カードの電池の
（−）極になる電極面（第２図（ｃ）の4A1）を示し、4
A2の部分はアンテナとして作用する導電面である。
14は前記第３図（ａ）の電極面となる部分（4A1）に
電池の活性剤として作用するゲル状の亜鉛（Zn）を塗布
する活物質塗布部を示し、第３図（ｂ）の右傾斜線で示
す部分にゲル状のZn5Aが配線パターンの4A1の上面に約5
0μｍの厚さで塗布される。
15は例えばクラフト紙からなる電池のセパレータ材で
あって、ロール巻きされているセパレータ材15は、電解
液含浸部16を通過することによって、例えば、電解液Zn
Cl2が含浸される。
そして、この電解液が含浸されたセパレータ5Cは裁断
部17において所定の大きさに切断され、セパレータ貼付
部18において前記配線パターンの電極面（4A1）の上に
第３図（ｃ）に示すように載置されることになる。
以上の連続した工程によって情報カードの第１のカバ
ーシート１（Ａ面）が構成される。
次に、このＡ面が形成された第１のカバーシートは、
マスク材取付部19において第３図（ｃ）に示すように、
枠８が配線パターンの周辺を僅かに盛り上げるように貼
着され、さらに、ICチップ６を固着する位置に硬化剤塗
布部20において少量の硬化剤９が付着される。
なお、この時に電極面（4A1）の外周部にポリエステ
ル系のホットメルト接着剤をスクリーン印刷しておく。
21はICチップの実装機を示し、このICチップ実装機21
から１個ずつ押し出されたICチップ６が配線パターンの
所定位置に押し付けられる。ICチップ６は例えば第４図
の拡大図に示されているようにリード端子がバンプ6Aと
されており、このバンプ6Aを配線パターン４の所定位置
に押し付ける。そして、あらかじめ付着している硬化剤
９に対して赤外線照射部22から赤外線を照射することに
よって第１のカバーシート（１）とICチップ６を固着す
る。
硬化剤９は赤外線の照射によって硬化収縮するため、
バンプ6Aと配線パターン４の良好な導電状態が維持され
ることになる。
ICチップ6,電池の活物質，及びセパレータが載置され
た第３図（ｄ）に示すＡ面のカバーシートは、次に第２
のカバーシート２となるカバーシート材23と重畳され貼
着される。
すなわち、ロール状に巻かれているカバーシート材
（Ｂ）（PETorP・Ｐ）23は、矢印方向に引き出されパン
チング装置24で第３図（ｅ）に示すようにICチップ用の
穴B1及びアンテナ接触用の穴B2があけられる。
穴B1は前述したようにＡ面のカバーシートに固着され
たICチップの搭載位置と対応する位置にあけられ、又、
穴B2はアンテナの領域（4A2,4A2）と対応する位置にあ
けられる。
穴B1,B2があけられたカバーシート材（Ｂ）は、次に
スクリーン印刷部（Ｂ）25において、第３図（ｆ）に示
すような導電性の配線パターンが印刷される。
この配設パターンの大部分はＡ面の電極面（4A1）と
対応しており、電池の（＋）極の電極面（第２図（ｃ）
の4B1）を形成するものである。
そして、次に活物質塗布部（Ｂ）26においてＢ面の電
極面に、例えばゲル状の酸化亜鉛5B（ZnO2）が減極剤と
して約50μｍの厚さで塗布され、第３図（ｇ）のカバー
シートが形成される。
このとき、電極面（4B1）の外周部にもポリエステル
系のホットメルト接着剤をスクリーン印刷しておくとよ
い。
このＢ面のカバーシート材（Ｂ）と前述したＡ面のカ
バーシート材（Ａ）は貼着装置27において重畳され、例
えば130℃で約15分間熱処理することにより熱シールを
施すか、又は超音波融着技術によって一体化される。
このとき、電池部の電極面はホットメルト接着剤によ
り完全にシールされる。
この場合、Ａ面のパターンと,B面のパターンが一致す
るように重合し、ICチップ６が穴B1に埋設されるような
位置で重畳一体化されることはいうまでもない。
28は接着テープを示し、この接着テープ28は融着等に
よって一体化されたカバーシート材（Ｂ）の穴B1,B2を
塞ぐように貼付される。
そして、最後に切断器30によって所定の大きさ（例え
ばISO規格）に切断され、第２図で示したような情報カ
ードが完成することになる。
上記した情報カードの製造方法では情報カードを形成
するＡ面，及びＢ面のカバーシート（11,23）が個別に
供給されるようになされているが、カバーシート
（Ａ），（Ｂ）は最初から一体化されているものを使用
することもできる。
すなわち、第５図（ａ）に示すようにＡ面，及びＢ面
となるカバーシート31は中心線上で上下に折り返しがで
きるような溝Ｇを備え、この溝Ｇを中心としてＡ面の配
線パターン4Aと,B面の配線パターン4Bが導電性塗料によ
って印刷されるようにする。
配線パターンの4Aの電極面4A1には前述したようにゲ
ル状のZnが塗布され、Ｂ面の電極面4B1にはゲル状のZnO
2が塗布される。そして、第５図（ｂ）にみられるよう
にＢ面には電解液を含浸したセパレータ5Cが載置され、
穴B1,B2があけられる。
又、Ａ面の配線パターンには前述したように硬化剤に
よってICチップ６が固着され、第５図（ｂ）のようなカ
バーシートが形成される。
このカバーシートのＡ面，及びＢ面の配線パターン
は、溝Ｇを横切っている導電路4Cによって接続されるこ
とになる。
第３図（ｂ）のカバーシートは溝Ｇの部分を折り目と
して第３図（ｃ）に示すように折りたたみ、Ａ面とＢ面
を重畳することによって情報カードが形成される。
この第２実施例の場合も、前記した第１図の製造方法
の大部分の装置が利用されることになるが、スクリーン
印刷部13,25,及び活物質塗布部14,26は、一個所に集合
させることが可能となり、より製造装置を簡易化するこ
とができるという効果がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の薄型電子機器の製造方
法は、カードを構成する帯状のカバーシートに直接電池
の電極部分を含む導電性の配線パターンを印刷し、この
カバーシートの配線パターンにICチップを固着すると共
に、電極面に電池の活物質を塗布することによって、IC
メモリのバックアップ用の電池が形成されるようにして
いるから、情報カードとしたときは超薄型化が容易であ
り、かつ、量産化が可能になるという効果がある。
又、量産化によって薄型電子機器のコストダウンをは
かることができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の薄型電子機器としての情報カードを製
造する工程の概要図、 第２図（ａ），（ｂ），（ｃ）は情報カードの平面図と
側断面図と側面分離図、 第３図（ａ）〜（ｇ）は製造工程の途中における情報カ
ードの平面図、 第４図はICチップの拡大図、 第５図（ａ）〜（ｃ）は本発明の他の実施例を示す工程
図である。 図中、13はＡ面のスクリーン印刷部、14はＡ面の活物質
塗布部、16は電解液含浸部、18はセパレータ貼付部、21
はICチップ実装機、25はＢ面のスクリーン印刷部、26は
Ｂ面の活物質塗布部、27は貼着装置を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西 美緒 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 安田 章夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 樋口 重考 東京都中央区日本橋室町１丁目６番３号 ソニーケミカル株式会社内 (72)発明者 清水 英利 東京都中央区日本橋室町１丁目６番３号 ソニーケミカル株式会社内

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電池の第１の電極面が形成された第１のカ
    バーシートと、前記電池の第２の電極面が形成された第
    ２のカバーシートと、前記第１の電極面に塗布されてい
    る陽極活性物と、前記第２の電極面に塗布されている陰
    極活性物と、電解液が含浸されたセパレータと、前記第
    １、第２のカバーシート間に位置され、前記電池により
    動作する回路部材と、前記第１、第２のカバーシート上
    に形成され、前記第１と第２の電極面と前記回路部材を
    接続する接続導体とを有し、前記陽極活性物と陰極活性
    物とが前記セパレータを介して対抗するとともに、前記
    回路部材が保持されるように前記第１及び第２のカバー
    シートを積層一体化して構成したことを特徴とする薄型
    電子機器。
  2. 【請求項２】第１のカバーシートに導電パターンと電池
    の一方の電極面を印刷によって形成する第１の工程と、
    前記電極面に電池活性剤を塗布する第１の塗布工程と、
    電解液を含浸したセパレータを前記電極面上に載置する
    工程と、前記導電パターンの所定位置にICチップを固着
    する工程と、第２のカバーシートに前記電池の他方の電
    極面を印刷によって形成する第２の工程と、この電極面
    に電池活性剤を塗布する第２の塗布工程と、前記第１及
    び第２のカバーシートを重畳して貼り合わせ、所定の寸
    法に切断する工程からなることを特徴とする薄型電子機
    器の製造方法。
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