JPH10181261A - 非接触ｉｃカード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】非接触モジュールを樹脂で封止した比較的面積
の大きなモジュールパッケージをカード基材に埋設する
構造における上記捻りを可及的に防止することができる
非接触ＩＣカードを提供する。 【解決手段】ＩＣ及びコイル等の電子部品で構成される
非接触モジュール１０を樹脂で封止加工したモジュール
パッケージ４０がカード基材中に埋設されている非接触
ＩＣカードにおいて、モジュールパッケージ４０と、カ
ード基材を構成し該モジュールパッケージを被覆してい
る樹脂シート４４ａ、４４ｂとの間に補強繊維３ａ、３
ｂを介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、捻れなどの変形を
防止した非接触ＩＣカードに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、外部装置とカード本体内に設けた
ループアンテナを介して送受信などを行う非接触型ＩＣ
カードがＩＣカードの主流になってきている。この非接
触型ＩＣカードは、例えば図３の断面図に示すように、
ＩＣチップ１２、コンデンサ１３、１４、プリントコイ
ル等をモジュール基板１１に組み込んだ非接触モジュー
ル１０をエポキシ樹脂等の封止樹脂３２で封止したモジ
ュールパッケージ４０を、モジュールパッケージ４０と
同厚の中間シート４１の打ち抜き孔に装着し、そのシー
ト４１の両面をカバーシート４２ａ，４２ｂやオーバー
シート４３ａ，４３ｂ等で熱プレスラミネート加工して
ＩＣカード化されたものが一般的である。

【０００３】モジュールパッケージを製造する工程と、
このＩＣモジュールパッケージをカード化する工程につ
いて簡単に説明する。まず、図４（ａ−１）の斜視図、
同図のＡ−Ａ’線に沿った断面図の（ａ−２）に示すよ
うな非接触モジュールを用意する。この非接触モジュー
ル１０は、例えば、ガラス布基材エポキシ樹脂板で構成
されるモジュール基板１１にＩＣチップ１２、コンデン
サ１３、１４が実装され、モジュール基板１１にリソグ
ラフィとエッチングにより形成されたプリントコイル１
５が設けられている構造を有する。モジュール基板１１
の寸法は、例えば８０×４８×０．２ｍｍであり、ＩＣ
チップの厚さは約０．７ｍｍ程度である。従って、非接
触モジュールの全体の厚さは約０．９ｍｍである。

【０００４】このような非接触モジュール１０を、図４
（ｂ）に示すように、スペーサー２２で一定の間隔に保
たれた上板２３と底板２１とで構成される型２０に入れ
て液状硬化性樹脂３１で封止加工する。次に、上板２３
と底板２１、スペーサー２２を取り除いてエポキシ樹脂
で埋め込まれた図４（ｃ）に示すような薄板状のモジュ
ールパッケージ４０を取り出す。このＩＣモジュールパ
ッケージの寸法は、例えば８２×５０×０．９ｍｍであ
る。

【０００５】一方、図４（ｄ）に示すように、モジュー
ルパッケージ４０と同じ厚さの樹脂シートを非接触ＩＣ
モジュールと略同寸法で打ち抜き、打ち抜き部４１ａを
設けた中間シート４１を用意する。そして、図５（ｅ）
に示すように、中間シート４１の打ち抜き部４１ａにモ
ジュールパッケージ４０を装着し、モジュールパッケー
ジ４０を装着した中間シートの上下両面にポリ塩化ビニ
ル製のカバーシート４２ａ，４２ｂとオーバーシート４
３ａ，４３ｂとをそれぞれ重ね、ヒートプレスを行い、
これらを熱融着する。

【０００６】次いで、図５（ｆ）に示すように、カード
サイズに打ち抜き加工を行って、図３に示したような非
接触ＩＣカードを製造することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記モ
ジュールパッケージの寸法は、例えば８２×５０×０．
９ｍｍの薄板状であり、プリントコイルを内蔵すること
から比較的面積が大きく、内部に複雑な形状の非接触モ
ジュール１０が封入されている構造を有する。非接触Ｉ
Ｃモジュールの線膨張率は１６（ｐｐｍ／℃）程度であ
るのに対し、これを封止するエポキシ樹脂の線膨張率は
６０（／℃）程度である。このようにパッケージで使用
するエポキシ樹脂と非接触モジュールの線膨張率の差が
大きいため、型から取りだしたモジュールパッケージに
は、捻れが生じることが認められる。かかる面積が大き
なモジュールパッケージを埋設した非接触ＩＣカードに
も同様な捻れが生じることが認められる。

【０００８】捻れが生じたＩＣカードは、外観が悪く、
商品価値が著しく低下してしまう。そのため、捻れが生
じない非接触ＩＣカードが要望されていた。本発明は、
上記要望に鑑みなされたもので、非接触モジュールを樹
脂で封止した比較的面積の大きなモジュールパッケージ
をカード基材に埋設する構造における上記捻りを可及的
に防止することができる非接触ＩＣカードを提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、ＩＣ及びコイル等の電子部品で構成される
非接触モジュールを樹脂で封止加工したモジュールパッ
ケージがカード基材中に埋設されている非接触ＩＣカー
ドにおいて、該モジュールパッケージと、カード基材を
構成し該モジュールパッケージを被覆している樹脂シー
トとの間に補強繊維が介在していることを特徴とする非
接触ＩＣカードを提供する。

【００１０】本発明の非接触ＩＣカードは、ＩＣチップ
やコイル等で構成される非接触モジュールを樹脂で封止
したモジュールパッケージに生じた捻りがカード基材に
現れることを防止するため、モジュールパッケージとこ
れを覆う樹脂シートとの間に補強繊維を介在させたもの
である。

【００１１】この補強繊維を介在させていることによ
り、例えば樹脂シートを熱溶着によりモジュールパッケ
ージに接合すると、補強繊維の繊維の隙間に溶融した樹
脂シートが侵入し、樹脂シートと補強繊維とが一体化
し、いわば繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）になる。ま
た、モジュールパッケージを覆う樹脂シートは、補強繊
維の繊維の間を通してモジュールパッケージに熱融着す
ることができ、モジュールパッケージとこれを覆う補強
繊維と一体化した樹脂シートとが接着し、樹脂シートと
一体化した補強繊維の補強効果が十分に発揮される。そ
のため、モジュールパッケージに捻りが生じていても、
モジュールパッケージの捻りを補強繊維と一体化した樹
脂シートで抑制することができる。

【００１２】補強繊維の熱膨張係数を非接触モジュール
のモジュール基板の熱膨張係数に近接させることによ
り、これらの熱膨張係数の違いによる捻りの発生を防止
して、補強繊維の補強効果を発揮させることができる。
非接触モジュールのモジュール基板がガラスクロスを基
材として用いている場合は、補強繊維としてガラスクロ
スを用いることにより、これらの熱膨張係数を近接させ
ることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明するが、本発明は下記の実施の形態に限
定されるものではない。本発明の非接触ＩＣカードの一
形態の断面構造を図１に示す。このＩＣカード１は、例
えば長さが８５．６ｍｍ、幅が５４．０ｍｍ、厚さが
１．３ｍｍのカード型であり、従来例で説明したよう
に、例えばＩＣチップ１２、コンデンサ１３、１４、プ
リントコイル（図示せず）等を例えばガラスエポキシテ
ープで構成されるモジュール基板１１に組み込んだ非接
触モジュール１０をエポキシ樹脂等の封止樹脂３２で封
止した例えば長さが８２ｍｍ、幅が５０ｍｍ、厚さが
０．９ｍｍの比較的面積の大きなモジュールパッケージ
４０を埋設している。

【００１４】モジュールパッケージ４０は、このモジュ
ールパッケージ４０と同厚の例えば硬質塩化ビニル樹脂
製の中間シート４１に例えば打ち抜きなどで穿設された
モジュールパッケージ４０と同形同寸法のモジュール孔
４１ａ内に装着されており、これらのモジュールパッケ
ージ４０と中間シート４１を覆って両面にそれぞれ補強
繊維として例えば厚さが０．１ｍｍのガラスクロス３
ａ、３ｂと例えば白色に着色された厚さが０．１ｍｍの
硬質塩化ビニル樹脂製のカバーシート４４ａ、４４ｂが
順に積層され、例えば熱融着により接合されている。こ
の非接触ＩＣカードのカード基材は、中間シート４１、
補強繊維３ａ、３ｂ及びカバーシート４４ａ、４４ｂで
構成されている。

【００１５】このような構造のＩＣカード１は、カバー
シート４４ａ、４４ｂがガラスクロス３ａ、３ｂの繊維
の間を通過してモジュールパッケージ４０と中間シート
４１に接合されており、また、このようにカバーシート
４４ａ、４４ｂがガラスクロス３ａ、３ｂの繊維の間に
侵入することによりカバーシート４４ａ、４４ｂとガラ
スクロス３ａ、３ｂとが一体化しており、モジュールパ
ッケージ４０、ガラスクロス３ａ、３ｂ、カバーシート
４４ａ、４４ｂ及び中間シート４１が一体化している。
そして、モジュールパッケージ４０の両面に接合されて
いるカバーシート４４ａ、４４ｂと補強繊維３ａ、３ｂ
との繊維強化プラスチックにより、ガラスエポキシ基板
１１とエポキシ樹脂３２との線膨張係数の違いによる捻
れがモジュールパッケージ４０に生じていたとしても、
モジュールパッケージ４０の捻れが抑えられ、カード基
材に捻れが生じるおそれは少なく、品質が良好である。

【００１６】上記説明は、カバーシートを熱溶着で接合
した例について説明しているが、接着剤を用いても、同
様にガラスクロス３ａ、３ｂの繊維間の隙間を通して接
着剤がカバーシート４４ａ、４４ｂとモジュールパッケ
ージ４０、中間シート４１を接合できるので、熱融着と
同様にモジュールパッケージ４０と中間シート４１、及
びカバーシート４４ａ、４４ｂが一体化され、補強繊維
３ａ、３ｂの補強効果を発揮させることができる。

【００１７】また、ガラスクロス３ａ、３ｂとモジュー
ルパッケージ４０のモジュール基板１１を構成するガラ
スクロスとは熱膨張係数が近接し、ガラスクロスと一体
化しているカバーシート４４ａ、４４ｂの線膨張係数も
ガラスクロス３ａ、３ｂに近接するため、カード基材に
ガラス繊維を補強繊維として埋設しても、熱膨張係数の
違いから生じる新たな捻りは生じない。

【００１８】この場合、封止樹脂としては、一般的なエ
ポキシ樹脂の他、シリコン系樹脂、ウレタン樹脂、ポリ
イミド、液晶ポリマー等の熱硬化性又は常温硬化性の樹
脂、あるいは塩化ビニル樹脂などの熱可塑性樹脂の樹脂
等を用いることができるが、これに限られるものではな
い。この封止樹脂中にガラスファイバ、酸化シリコン、
アルミナ等の充填剤を配合して熱膨張係数を下げること
は任意である。また、非接触型ＩＣカードに用いる非接
触ＩＣモジュール１０としては、ＩＣチップ、コンデン
サ、コイル等をモジュール基板１１に装着したものが一
般的である。ＩＣモジュールに用いるモジュール基板１
１としては、例えばエポキシ樹脂をガラスクロスやパラ
アミド系不織布等に含浸したものが挙げられ、これらの
線膨張率は８〜１６ｐｐｍ／℃程度である。これに対し
てエポキシ樹脂の線膨張率は６０／℃程度である。

【００１９】また、本発明の特徴である補強繊維として
は、上記のガラスクロス以外に、例えば可撓性を有する
カーボン繊維、多孔質セラミック等の無機系繊維、パラ
アミド系不織布、アラミド繊維等の有機系繊維等が例示
でき、補強繊維は、不織布等も含む概念である。補強繊
維の線膨張率は、低いことが好ましく、具体的には、封
止樹脂３２の線膨張率よりも、モジュール基板１１を構
成する基材（例えば、ガラス繊維）やＩＣチップなどの
線膨張率と近似しているものが好ましく、線膨張率は、
０．１〜２０（ｐｐｍ／℃）程度が好ましいが、これに
限られるものではない。例えば、好ましい補強繊維であ
るガラスクロスの線膨張率は約６ｐｐｍ／℃である。

【００２０】次に、この非接触ＩＣカード１の製造方法
について説明する。まず、従来例で説明したように、図
４（ａ−１）、（ａ−２）に示すような例えば非接触型
ＩＣカードに用いるＩＣモジュール１０を用意する。こ
のＩＣモジュール１０は、例えば、ガラス布基材エポキ
シ樹脂板で構成されるモジュール基板１１にＩＣチップ
１２、コンデンサ１３、１４が装着され、基板１１にリ
ソグラフィとエッチングにより形成されたプリントコイ
ル１５が設けられている構造を有する。モジュール基板
１１の寸法は、例えば８０×４８×０．２ｍｍであり、
ＩＣチップ１２の厚さは約０．７ｍｍ程度である。従っ
て、ＩＣモジュール１０の全体の厚さは約０．９ｍｍで
ある。

【００２１】このようなＩＣモジュール１０を、図４
（ｂ）に示すように、スペーサーで一定の間隔に保たれ
た上板と底板とで構成される型２０に入れて樹脂で封止
する。まず、表面が平滑な金属などの底板２１の上に所
定寸法のスペーサー２２を置き、その内部に例えばエポ
キシ樹脂３０を薄く塗布する。その後、例えば液状エポ
キシ樹脂（例えば、長瀬チバ（株）製のＮｏ．５）３１
を注入してスペーサー内の空隙部を埋め、その上に表面
が平滑な金属などの上板２３を置いて加圧し、スペーサ
ー内の余分なエポキシ樹脂を除く。上板２３と底板２１
間に荷重をかけた状態で加熱室に入れて加圧するか、又
は常温で放置してエポキシ樹脂３１を硬化させる。加熱
硬化条件は、例えば１５０℃で５分である。

【００２２】次に、上板２３と底板２１、スペーサー２
２を取り除き、硬化したエポキシ樹脂３２で埋め込まれ
た薄板状の非接触ＩＣモジュールパッケージ１を取り出
す。このＩＣモジュールの寸法は、例えば８２×５０×
０．９ｍｍであり、縦横寸法は、カードサイズより小さ
いが、ＩＣカードに占める面積は大きい。

【００２３】一方、図４（ｄ）に示したように、モジュ
ールパッケージ４０と同じ厚さで、縦横寸法がカードサ
イズより大きな、例えばポリ塩化ビニル製の樹脂シート
（例えば、太平化学製品（株）製の耐熱コアＴＮ８２
８）に、モジュールパッケージ４０と略同寸法の打ち抜
き孔４１ａを穿設し、モジュール孔４１ａを設けた中間
シート４１を用意する。

【００２４】そして、図２（ａ）に示すように、例えば
中間シート４１と同寸法の塩化ビニル樹脂製で白色に着
色した厚さが０．１ｍｍのカバーシート（例えば、太平
化学製品（株）製のＸＫ９５−１０）４４ａの上に、例
えば中間シート４１と同寸法で厚さが０．１ｍｍのガラ
スクロス（例えば日東防（株）製のサーフェスマットＭ
Ｆ３０Ｐ）３ａを乗せ、この上に打ち抜き部４１ａにモ
ジュールパッケージ４０を装着した中間シート４１を被
せ、更に上記と同じガラスクロス３ｂとカバーシート４
２ｂを積層配置し、ヒートプレスを行い、これらを熱融
着する。ヒートプレスの条件は、例えば１５０℃で１０
分、２５ｋｇ／ｃｍ² である。

【００２５】次いで、図２（ｂ）に示すように、カード
サイズに打ち抜き加工を行って、図１に示したようなＩ
Ｃカード１を製造することができる。上記熱プレス時
に、カバーシート４４ａ、４４ｂが溶融してガラスクロ
ス３ａ、３ｂの繊維の隙間に侵入し、ガラスクロス３
ａ、３ｂと一体化して一種の繊維強化プラスチックとな
り、カバーシート４４ａ、４４ｂの機械強度、熱変形温
度などが向上する。また、溶融したカバーシート４４
ａ、４４ｂがガラス繊維間の隙間からモジュールパッケ
ージ４０と中間シート４１に溶着し、カバーシート４４
ａ、４４ｂとガラスクロス３ａ、３ｂが一体化したもの
がモジュールパッケージ４０に溶着している構造とな
る。そのため、モジュールパッケージ４０に捻りがあっ
たとしても、モジュールパッケージ４０の両面を挟むカ
バーシートとガラスクロスの強靭な一体物により、カー
ド基材に捻りが現れることを可及的に防止することがで
きる。

【００２６】また、カバーシート４４ａ、４４ｂとガラ
スクロス３ａ、３ｂの一体物の熱膨張係数は、ガラスク
ロスに近くなり、非接触モジュール１０のガラスエポキ
シ基板１１とほぼ同等の低い熱膨張係数を有することに
なるので、ガラスクロス３ａ、３ｂを埋設することによ
り、新たな反りは生じ難い。

【００２７】上記の如くカバーシート４４ａ、４４ｂが
溶融してガラスクロス３ａ、３ｂの繊維の間隙からモジ
ュールパッケージ４０と中間シート４１に溶着するの
で、ガラスクロス３ａ、３ｂとしては、溶融した樹脂が
通り抜ける程度の比較的目の粗いものが好ましい。

【００２８】上記ガラスクロス３ａ、３ｂには、プライ
マーなどの処理を行うことが可能であり、また、カバー
シート４４ａ、４４ｂを直接熱融着しないで、別途熱融
着シートを用いて中間シート４１とカバーシート４４
ａ、４４ｂを接合するようにしても良い。上記形態では
ガラスクロスはモジュールパッケージ４０の両面に積層
しているが、例えばモジュール基板１１と離れた方に１
枚だけ用いるようにしても良い。また、カバーシート４
４ａ、４４ｂの上に例えば透明のオーバーシートを熱融
着により積層しても良い。

【００２９】

【発明の効果】本発明の非接触ＩＣカードは、モジュー
ルパッケージに生じた捻りがカードに現れることを可及
的に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の非接触ＩＣカードの一形態を示す断面
図である。

【図２】図１に示した非接触ＩＣカードの構成を説明す
る断面図であり、（ａ）は構成部材を示し、（ｂ）は
（ａ）の部材を一体化した状態を示す。

【図３】従来の非接触ＩＣカードの構造の一例を示す断
面図である。

【図４】（ａ−１）〜（ｄ）は、従来の非接触ＩＣカー
ドの製造工程を示すフローチャートである。

【図５】（ｅ）、（ｆ）は、図４に続く非接触ＩＣカー
ドの製造工程を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１…非接触ＩＣカード、３ａ、３ｂ…ガラスクロス（補
強繊維）、１０…非接触ＩＣモジュール、１１…モジュ
ール基板、１２…ＩＣチップ、１３…コンデンサ、３２
…封止樹脂、４０…モジュールパッケージ、４１…中間
シート、４１ａ…モジュール孔、４４ａ、４４ｂ…カバ
ーシート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＩＣ及びコイル等の電子部品で構成される
   非接触モジュールを樹脂で封止加工したモジュールパッ
   ケージがカード基材中に埋設されている非接触ＩＣカー
   ドにおいて、 該モジュールパッケージと、カード基材を構成し該モジ
   ュールパッケージを被覆している樹脂シートとの間に補
   強繊維が介在していることを特徴とする非接触ＩＣカー
   ド。
2. 【請求項２】上記電子部品がモジュール基板に実装され
   ている請求項１記載の非接触ＩＣカード。
3. 【請求項３】上記補強繊維の熱膨張係数が上記モジュー
   ル基板の熱膨張係数と近接している請求項２記載の非接
   触ＩＣカード。
4. 【請求項４】補強繊維がガラスクロスであり、上記モジ
   ュール基板がガラスクロスを基材として用いているもの
   である請求項２記載の非接触ＩＣカード。
5. 【請求項５】上記モジュールパッケージを被覆している
   樹脂シートが、補強繊維の繊維間の隙間で該モジュール
   パッケージと接合している請求項１記載の非接触ＩＣカ
   ード。