JP2000242760A

JP2000242760A - Ｉｃカード

Info

Publication number: JP2000242760A
Application number: JP4656399A
Authority: JP
Inventors: Koji Aoki; 孝司青木; Kiyoshi Nakakuki; 清中久木; Toshiaki Yoshida; 敏明吉田; Kazuhide Sato; 一秀佐藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-02-24
Filing date: 1999-02-24
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】表裏両面にカバーフィルムを装着したＩＣカ
ードにおいて、量産性に優れ、しかも、カバーフィルム
の物性の影響を受け難く、反りなどの変形を生ずること
を極力防止する。【解決手段】熱可塑性プラスチックからなる中間シー
ト２の表裏両側にカバーフィルム３，４を重ねた状態で
それらを加熱しながら加圧すると、中間シート２が溶融
し、半導体チップ６は中間シート内に埋め込まれるよう
になると共に、カバーフィルム３，４が中間シート２に
接着される。また、中間シート２の溶融後の冷却過程に
おいて、カバーフィルム３，４は収縮する。この収縮は
カバーフィルム３，４の配向軸に沿う方向で特に大きい
から、表裏両側のカバーフィルム３，４の配向軸のずれ
が小さければ、ＩＣカード１が変形することを極力防止
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＰＵ等の機能を
有する半導体チップを備えた中間シートの表裏両側にカ
バーフィルムを装着してなる３層構造のＩＣカードに関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】現在広く用いられてい
るキャッシュカード、クレジットカード等は、プラスチ
ックカードに磁気ストライプを塗布し、これに記録され
た情報を読み取るようにしたものである。このような磁
気記録方式のものでは、第三者によって情報が解読され
易い、記録可能な情報量が少ないなどの問題があった。

【０００３】そこで、近年、メモリ、ＣＰＵ等の機能を
有する半導体チップをカード状基体に実装したＩＣカー
ドが開発され、既に実用化されている。しかしながら、
ＩＣカードの薄型化に伴い、意匠性の向上や基体の保護
などのために表裏両面に装着されるフィルムの物性によ
り、ＩＣカードが反りを生じたり、うねりを生じたりし
て外観を損なうという問題を発生する。

【０００４】この問題を解消するものとして、従来で
は、１枚のプラスチック製のベース板（厚さ０．５ｍｍ
程度）に穴を明けてその穴に半導体チップを組み入れ、
そして、そのベース板の表裏両面に０．ｌｍｍ程度のプ
ラスチック製フィルムを接着材層を介して貼り付ける構
造を採用していた。この構造を用いれば、ベース板に硬
い樹脂材料を採用することにより、表裏両面のフィルム
の物性の影響を受けることがなくなり、反りやうねりを
なくすことができるものである。ところが、この構造の
ＩＣカードでは、ベース板に穴を明け、そして、ベース
板の表裏両側に接着材を塗布してカバーフィルムを貼り
付ける必要があり、工程数が多くて量産性に劣り、コス
トアップにつながるという問題がある。

【０００５】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、量産性に優れ、しかも、表裏両面に装
着されるカバーフィルムの物性の影響を受け難く、反り
などの変形を生ずることを極力防止できるＩＣカードを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、中間シートを熱可塑性プラスチ
ックにより形成したこと、および表裏両面のカバーフィ
ルムをその配向軸がほぼ同じ方向のフィルムから形成し
たことを特徴とする。

【０００７】この構成によれば、中間シートが熱可塑性
プラスチックであるから、加熱すると溶融し、接着性を
生ずる。そこで、半導体チップを表裏両側のカバーフィ
ルムのうちの一方のカバーフィルムに予め装着してお
き、その一方のカバーフィルム上に中間シートを重ね、
更にその上に残る他方のカバーフィルムを重ね、この状
態でそれらを加熱しながら加圧すると、半導体チップは
中間シート内に埋め込まれるようになると共に、表裏両
側のカバーフィルムが中間シートに接着される。このた
め、中間シートに半導体チップを埋め込むための穴を予
め明けておかずとも済むと共に、中間シートの表裏両面
に接着剤を塗布せずとも済むので、工程数が少なく、量
産性に優れたものとなる。

【０００８】しかし、このように中間シートを加熱溶融
し、その接着性を利用して中間シートの表裏両面にカバ
ーフィルムを接着して３層構造としたものでは、図７に
示すようにＩＣカードが捩れたように反る現象（以下、
ツイストカールと称する）を発生する。本発明者はこの
ツイストカールの発生原因が表裏両側のカバーシートの
配向軸のずれにあることを究明した。すなわち、中間シ
ートの表裏両面にカバーフィルムを接着する加熱過程で
は、カバーフィルムは伸張する。そして、その後の冷却
過程において、カバーフィルムは収縮する。

【０００９】この加熱・冷却に伴うカバーフィルムの伸
縮は、フィルム分子の整列（配向）方向である配向軸に
沿う方向では特に大きい。このため、表裏両側のカバー
フィルムの配向軸の方向が大きくずれていると、上記冷
却過程でカバーフィルムが収縮するとき、表裏両側で異
なる方向に収縮力が作用するため、ツイストカールが発
生するのである。

【００１０】上記構成の請求項１の発明では、表裏両面
のカバーフィルムを、配向軸がほぼ同じ方向のフィルム
から形成するようにしたので、ＩＣカードがツイストカ
ールを生ずることを極力防止できる。

【００１１】この場合、請求項２記載の発明のように、
表裏両面のカバーフィルムの配向軸のずれは、ほぼ８゜
以下であることが好ましい。このようによれば、ＩＣカ
ードがツイストカールを生じたとしても、その変形量を
ＩＣカードの厚さの２倍以下に抑えることができる。

【００１２】また、請求項３記載の発明のように、表裏
両面のカバーフィルムは、ガラス転移点以上の温度で５
０ｐｐｍ以下の低線膨脹係数の材料で形成されているこ
とが好ましい。

【００１３】このような低線膨脹係数の材料でカバーフ
ィルムを形成すれば、加熱・冷却に伴う伸縮量が少なく
なるので、ツイストカールが発生しても、その程度を低
く抑えることができる。

【００１４】請求項４の発明は、中間シートの弾性係数
を、カバーフィルムの弾性係数の２倍以上としたことを
特徴とするものである。このようにすると、カバーフィ
ルムの収縮による変形を中間シートの剛性によって抑制
することができ、ツイストカールの程度を低く抑えるこ
とができる。

【００１５】請求項５の発明は、中間シートを反応性ホ
ットメルトにより形成したことを特徴とするものであ
る。反応性ホットメルトは、熱硬化性樹脂からなり、カ
バーフィルムのガラス転移点より低い温度で溶融し、接
着性を呈する。一般にプラスチック材料はガラス転移点
を通過すると、線膨脹係数が上昇するが、中間シートを
反応性ホットメルトにより形成すると、カバーフィルム
のガラス転移点まで加熱しなくとも、中間シートを溶融
できる。このため、カバーフィルムの伸縮量が少なくな
り、カバーフィルムの配向軸のずれとは関係なく、ＩＣ
カードのツイストカールを極力防止できる。

【００１６】請求項６の発明は、表裏両側のカバーフィ
ルムの線膨脹係数をほぼ同じとしたことを特徴とするも
のであり、請求項７の発明は、表裏両面のカバーフィル
ムの厚さをほぼ同じとしたことを特徴とするものであ
る。この構成によれば、表裏両面のカバーシートの加熱
および冷却条件が同じようになるので、ＩＣカードの反
りやうねりを抑制できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１〜
図６を参照しながら説明する。まず、図１および図２に
示すように、ＩＣカード１は、中間接着層として機能す
る中間シート２と、この中間シート２の表裏両面に装着
されたカバーシート３および４との３層構造とされてい
る。

【００１８】表裏両面のカバーシート３および４は、例
えばポリエステル系プラスチック、具体的にはＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）製のシートからなる。
これら両カバーシート３および４のうち、図示下側の一
方のカバーシート３は回路シートとされ、その一面に導
体回路としてのコイル状の回路パターン５が形成されて
いると共に、この回路パターン５に接続された半導体チ
ップ６が実装されている。そして、半導体チップ６は、
中間シート２内に埋め込まれた状態となっていて、中間
シート２により保護されている。

【００１９】なお、この実施例では、上記コイル状の回
路パターン５は、導電性ペースト、例えばポリエステル
系銀ペーストを用いたスクリーン印刷手段によって形成
され、半導体チップ６は、例えば異方導電性接着剤７に
よりフリップチップ実装されている。この回路パターン
５は、外部機器との間で信号を送受する素子、この実施
例では、電波信号を送受信するアンテナとして機能する
が、半導体チップ６に回路構成されたＣＰＵ等の動作用
電力も、この回路パターン５によって受信される外部機
器からの電波信号によって得るように構成されている。

【００２０】前記中間シート２は、熱せられると溶融状
態になって流動性を帯びるという熱溶融性を有したプラ
スチック材料、例えばポリエステル系ホットメルト接着
剤により形成されたシートからなる。この中間シート２
は、回路パターン５、半導体チップ６等を保護すると共
に、自身とカバーシート３，４とを接着する機能を有す
るもので、回路パターン５、半導体チップ６等を隙間な
く覆う。また、表裏両側のカバーシート３および４は、
比較的軟質の中間シート２を保護する機能の他、意匠的
印刷を施してＩＣカード１の外観意匠を向上させる等の
機能を有している。

【００２１】ここで、中間シート２、カバーシート３，
４の厚さについて述べれば、最も厚い中間シート２の厚
さは０．３ｍｍ）表裏両側のカバーフィルム３，４はそ
れぞれ同一の０．ｌｍｍに設定されており、ＩＣカード
１全体として厚さは０．５ｍｍとなっている。

【００２２】このような３層構造のＩＣカード１を製造
するには、まず一方のカバーシート４に半導体チップ６
を実装する。この後、半導体チップ６を実装した一方の
カバーシート４上に中間シート２および他方のカバーシ
ート３を順に重ね、全体を図示しない熱プレス装置によ
り熱圧着する。すると、中間シート２を構成するホット
メルト接着剤が加熱されて溶融し、流動性を帯びるよう
になるため、溶融状態となったホットメルト接着剤が回
路パターン５や半導体チップ６を隙間なく覆う。同時に
中間シート２は、上下両側からの加圧によって厚さが均
一となるように成形され、且つその接着性によりカバー
シート３，４を接着する。

【００２３】この加熱過程での加熱温度は、中間シート
２の溶融温度よりも高い１４０℃程度であり、この温度
は、カバーフィルム３，４のガラス転移点（７０〜８０
℃）よりも高い。そして、その後の冷却により、中間シ
ート２は固化し、以上により中間シート２とその表裏両
側のカバーシート３および４とからなる３層構造のＩＣ
カード１が製造される。

【００２４】このように、中間シート２をホットメルト
接着剤により形成したので、中間シート２に半導体チッ
プ６を埋め込むための穴を予め形成しておかなくとも、
また、中間シート２の表裏両側にカバーシート３，４を
装着するに当たり、中間シート２の表裏両面に接着材を
塗布せずとも済む。このため、工程数が少なく、量産性
に優れる。

【００２５】さて、前記カバーシート３および４は、図
５に示すように、縦および横の直交する２軸方向（矢印
Ａ，Ｂで示す）に延伸されたフィルム材料８から形成さ
れる。このフィルム材料８は、縦方向と横方向にそれぞ
れ或る割合で延伸されると、その縦方向と横方向の合成
方向にフィルム分子が整列（配向）する。このフィルム
分子の整列を配向軸というが、その配向軸の方向は、フ
ィルム材料８の幅方向（矢印Ｂ）の位置が同じであれ
ば、長さ方向（矢印Ａ）のどの位置においても、ほぼ同
じ方向となる。この２軸延伸されたフィルム材料８は、
通常、数ｍと非常に幅広であるため、これを例えば５０
ｃｍ程度の幅に切断してロール状に巻き取る。

【００２６】図４は、４ｍ幅のフィルム材料８の幅方向
各部の配向軸の方向を測定した結果を示す。同図におい
て、横軸はフィルム材料８の幅方向の位置を示し、縦軸
は配向軸の方向を示している。ここで、フィルム材料８
の幅方向の位置は、フィルム材料８の幅方向の中心から
の離間距離で表し、幅方向の中心を「０」として、その
中心位置からの距離を右方向にはプラス（＋）、左方向
には（−）の符号を付して示した。また、配向軸の方向
は、縦方向（フィルム材料８の長さ方向）に沿う直線と
のなす角度で表し、縦方向に沿う直線を「０゜」とし
て、その０゜の直線から時計方向への傾きについてはブ
ラス（＋）、反時計方向への傾きについては（−）の符
号を付して示した。

【００２７】この図４から理解されるように、フィルム
材料８の配向軸は、幅方向中央部分と、右端部分、左端
部分とでは２５゜程度、右端部分と左端部分とでは８０
°程度と大きく異なるが、フィルム材料８から５０ｃｍ
幅に切断されてロール状に巻き取られたフィルム材料
（以下、ロール状フィルム材料と称する）９ａ〜９ｈに
ついては、同一のロールフィルム材料内であれば５〜６
゜以下になっている。

【００２８】そして、本実施例では、表裏両側のカバー
フィルム３，４は、ロールフィルム材料９ａ〜９ｈのう
ち同一のロールフィルム材料から裁断し、配向軸の傾き
方向が同じ方向となるように、すなわち一方のカバーフ
ィルム４がロールフィルム材料のときの表面を中間シー
ト２との接着面としたのであれば、他方のカバーフィル
ム３はロールフィルム材料のときの裏面を中間シート２
との接着面にし、逆に一方のカバーフィルム４がロール
フィルム材料のときの裏面を中間シート２との接着面に
したのであれば、他方のカバーフィルム３はロールフィ
ルム材料のときの表面を中間シート２との接着面にす
る。この結果、図７に示すように、表裏両面のカバーフ
ィルム３，４は、配向軸の方向（図６にθで示す）がほ
ぼ同じ方向に揃えられた状態となり、両カバーフィルム
３，４の配向軸のずれ量は５〜６゜以下に制限されたこ
ととなる。

【００２９】図３は表裏両面のカバーフィルム３，４の
配向軸のずれ量を種々変えてＩＣカード１のツイストカ
ールの量を測定した結果を示す。ここで、ＩＣカード１
の外観を損なっていると感じるかどうかは、経験によ
り、ＩＣカード１を平面上に置いた時、ＩＣカード１の
最大高さがその厚さの２倍以上であるかどうかに依存し
ているとされる。なお、ツイストカール量は、ＩＣカー
ド１を平面上に置いたとき、その平面からＩＣカード１
の上面のうちの最も高い部位までの高さ寸法で表す。

【００３０】そして、図３から明らかなように、表裏両
面のカバーフィルム３，４の配向軸のずれ量が８゜以下
の場合、ツイストカール量は最大のものでも１ｍｍ程度
で、ＩＣカード１の厚さ（０．５ｍｍ）の２倍程度で、
外観を損なう程に変形することはなかった。しかしなが
ら、表裏両面のカバーフィルム３，４の配向軸のずれ量
が１０゜程度になると、ツイストカール量の最も大きな
ＩＣカードでは２ｍｍ程度となり、外観を損なってしま
う。

【００３１】この実験結果から、ツイストカール防止
上、表裏両面のカバーフィルム３，４の配向軸のずれ量
は８゜以下に抑えることが好ましいと言い得る。そし
て、本実施例では、表裏両面のカバーフィルム３，４の
配向軸のずれ量は５〜６゜以下に制限されているから、
ツイストカール量をＩＣカード１の厚さの２倍以下に抑
えることができ、外観を損なうことはないものである。

【００３２】特に、本実施例では、表裏両側のカバーフ
ィルム３，４を同一のロールフィルム材料から得るの
で、両カバーフィルム３，４の線膨脹係数は同じで、そ
の厚さも同じである。線膨脹係数が同じであるから、両
カバーフィルム３，４の伸縮量は同程度となり、一方の
カバーフィルムの伸縮量が他方のカバーフィルムのそれ
よりも大きいことからくるＩＣカード１の反りを極力防
止できる。また、両カバーフィルム３，４の厚さが同じ
であるから、両カバーフィルム３，４が収縮によって中
間シート２に与える収縮力は中間シート２の表裏両側に
ついて同じとなり、表裏両側のカバーフィルム３，４が
与える伸縮力の差に起因するＩＣカード１の反りを極力
防止できる。

【００３３】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、以下のような変更或いは
拡張が可能である。表裏両側のカバーフィルム３，４
は、異なる材質、異なる厚さのものであっても良い。中
間シート２の弾性係数はカバーフィルム３，４のそれの
２倍以上あることが好ましい。このようにすれば、中間
シート２の耐曲げ強度が大きくなるので、カバーフィル
ム３，４の収縮により中間シート２がその表裏両面に収
縮力を受けたときの反りを極力防止できる。

【００３４】一般に、プラスチック材料の線膨脹係数
は、ガラス転移点を越えると、急に大きくなる。中間シ
ート２にカバーフィルム３，４を接着するための加熱温
度は、通常、カバーフィルム３，４のガラス転移点を越
える。一方、ＩＣカード１のツイストカール量は、カバ
ーフィルム３，４の伸縮量の大小に依存する。このた
め、ツイストカールを抑えるためには、カバーフィルム
３，４は、ガラス転移点以上の温度となっても、線膨脹
係数の低いプラスチック材料から形成することが好まし
い。具体的には、ガラス転移点以上の温度でも、５０ｐ
ｐｍ以下の低線膨脹係数のブラスチック材料からカバー
フィルム３，４を形成すると良い。

【００３５】中間シート２を反応性ホットメルトにより
形成するようにしても良い。反応性ホットメルトは、熱
硬化性樹脂からなり、カバーフィルム３，４のガラス転
移点（７０〜８０℃）より低い温度（例えば６０℃）で
溶融し、接着性を呈する。従って、中間シート２を反応
性ホットメルトから形成すると、カバーフィルム３，４
のガラス転移点まで加熱しなくとも、中間シート２を溶
融状態にしてカバーフィルム３，４を接着できることと
なる。このため、カバーフィルム３，４の線膨脹係数が
小さいガラス転移点以下の温度で中間シート２の表裏両
面にカバーフィルム３，４を接着でき、この場合のカバ
ーフィルム３，４の伸縮量は小さいので、カバーフィル
ム３，４の配向軸のずれとは関係なく、ＩＣカード１の
ツイストカールを極力防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すＩＣカードの断面図

【図２】ＩＣカードの分解斜視図

【図３】表裏両カバーフィルムの配向軸のずれとツイス
トカールとの関係を示す測定図

【図４】２軸延伸したフィルム材料の各部の配向軸の傾
きを示す測定図

【図５】２軸延伸したフィルム材料の斜視図

【図６】表裏両カバーフィルムの配向軸の方向を示す斜
視図

【図７】ツイストカールを示す斜視図

【符号の説明】

図中、１はＩＣカード、２は中間シート、３，４はカバ
ーシート、６は半導体チップである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田敏明愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者佐藤一秀愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 2C005 MA14 MB08 PA18 QC15 RA04 4F100 AK01A AK01B AK01C AK41G AK42 BA03 BA08 BA10B BA10C BA22 BA42 CB03 CB03A DE05A EC14A GB71 JA02B JA02C JA05B JA05C JA20A JB16A JL02 JL04 YY00A YY00B YY00C 5B035 AA08 BA03 BA05 BB09 CA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プラスチック製の中間シートと、この中間シートの表裏両面に装着されたプラスチック製
のカバーフィルムと、これら両カバーフィルムのうち一方のカバーフィルムに
設けられ、前記中間シート内に埋め込まれた半導体チッ
プとを備えたＩＣカードにおいて、前記中間シートを熱可塑性プラスチックにより形成する
と共に、前記表裏両面のカバーフィルムをその配向軸が
ほぼ同じ方向のフィルムから形成したことを特徴とする
ＩＣカード。
【請求項２】前記表裏両面のカバーフィルムは、配向
軸のずれが８゜以下であることを特徴とする請求項１記
載のＩＣカード。
【請求項３】前記表裏両面のカバーフィルムは、ガラ
ス転移点以上の温度で５０ｐｐｍ以下の低線膨脹係数の
材料で形成されていることを特徴とする請求項１または
２記載のＩＣカード。
【請求項４】前記中間シートの弾性係数は、前記カバ
ーフィルムの弾性係数の２倍以上であることを特徴とす
る請求項１ないし３のいずれかに記載のＩＣカード。
【請求項５】プラスチック製の中間シートと、この中間シートの表裏両面に装着されたプラスチック製
のカバーフィルムと、これら両カバーフィルムのうち一方のカバーフィルムに
設けられ、前記中間シート内に埋め込まれた半導体チッ
プとを備えたＩＣカードにおいて、前記中間シートを反応性ホットメルトにより形成したこ
とを特徴とするＩＣカード。
【請求項６】前記表裏両面のカバーフィルムは、線膨
脹係数がほぼ同じであることを特徴とする請求項１ない
し５のいずれかに記載のＩＣカード。
【請求項７】前記表裏両面のカバーフィルムは、厚さ
がほぼ同じであることを特徴とする請求項１ないし６の
いずれかに記載のＩＣカード。