JP2000259804A

JP2000259804A - Ｉｃカード補強構造

Info

Publication number: JP2000259804A
Application number: JP11058067A
Authority: JP
Inventors: Nobuyasu Murayama; 伸康村山; Tatsuji Sakamoto; 達事坂本; Atsuko Shimosu; 敦子下須; Yoshio Ozeki; 良雄大関; Hideyoshi Shimokawa; 英恵下川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】曲げ応力に強く、信頼性が高く、構造が簡単か
つ製造が容易で安価にＩＣチップ割れを防止することの
できるＩＣカードを提供する。【解決手段】オーバーシートの間に接着層を介してＩＣ
チップ及び回路用シートが埋設されたＩＣカードにおい
て、オーバーシートの間に接着層を介してＩＣチップ及
び回路用シートが埋設されたＩＣカードにおいて、ＩＣ
チップが搭載された部位に相当する位置のＩＣカードの
外側表裏面に、ＩＣチップを覆う同一厚の補強シールを
接着剤にて貼付する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クレジットカー
ド，キャッシュカード，電子乗車券等に用いられるＩＣ
カード，無線カードに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気カードに比べ、大容量な情報記録が
可能なカード媒体として、近年ＩＣカードが、急速に普
及しつつある。図１に示すように、ＩＣカードは、矩形
のプリント基板１の配線端子と、ＩＣチップ３の端子を
ワイヤボンディング等で接続し、樹脂にて封入してなる
ＩＣ形成部４を有するＩＣモジュール５を、塩化ビニル
樹脂等からなるカード基材６の凹部７に埋設して、接続
端子部２で封止した構造を有している。

【０００３】また、最近では、図２に示すように、塩化
ビニル樹脂，ＰＥＴ材等からなるカード基材の回路用シ
ート１４に導電性ペーストにて回路パターン１３を形成
し、導電性ペーストおよび異方導電性接着剤１２等によ
ってＩＣチップ１０と電気的に接続し、接着層１１を介
して、スペーサシート９により側面が覆われて、更に２
枚のオーバーシート８により上下が覆われた構造も提案
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１のカード構造にお
いては、例えばズボンの後ろポケット等に携帯した状態
で、人間が姿勢を変える（座る）等のことでＩＣカード
に曲げ応力が加わった場合、ＩＣモジュール部は可撓性
をほとんど有さず、プリント基板の変形、プリント基板
とＩＣ形成部の剥離、ＩＣチップの破壊等を引き起こし
ＩＣカードが機能しなくなることがある。これを解決す
るために図２のような塩化ビニル樹脂，ＰＥＴ材等で可
撓性をもたせたカード配線基材をベースとし、接着剤を
介して上下をオーバーシートで覆うカード構造が提案さ
れている。

【０００５】図２のＩＣカードでは、ＩＣカードに曲げ
応力が加わった場合、カードの任意位置でのＩＣチップ
搭載部のカード曲率半径は、ＩＣチップ搭載による剛性
向上効果で、ＩＣチップのない状態のカード曲率半径に
比べＩＣチップの剛性分だけ大きくなる。

【０００６】ここで、ＩＣカード全体厚さを一定と仮定
し、ＩＣのチップ厚を厚くすればＩＣチップ搭載部位の
カード剛性は上がり、更にカード曲率半径を大きくでき
るが、一方でチップが厚いと中立軸からチップ表裏面ま
での距離の増大から発生応力は大きくなり、またオーバ
ーシートの薄化で押圧または落下物等による衝撃に弱く
なるという弊害を生む。したがってＩＣチップ厚さの決
定は、市場での受応力限界と信頼性確保、コスト面等か
ら決定する必要がある。

【０００７】次にカード厚が決定し、ＩＣチップ寸法
（厚さ含む）が決定してしまえば材料を変更しない限
り、これ以上カード曲率半径を大きく改善することがで
きない。

【０００８】また、ＩＣチップ信頼性向上のためＩＣチ
ップ上下、あるいは側面に補強する構造等が提案されて
いるが、トータルカード厚さの増大はもとより、製造プ
ロセスの変更、実装工数・材料の増加、不良ポテンシャ
ルの増加等によるコストアップにつながる。

【０００９】本発明の目的は上記従来技術の有する問題
点を解決し、構造が簡単かつ製造も容易で外部からの曲
げ応力、押圧または衝撃に強く、信頼性を確保したまま
低コストにカード剛性を向上させてＩＣチップを補強す
るとともに、ＩＣチップ割れを回避することができる利
点を持つことを特徴とするカード構造を提供することで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、オーバーシートの間に接着層を介してＩ
Ｃチップ及び回路用シートが埋設されたＩＣカードの表
裏面であるオーバーシート表面のうち、ＩＣチップの搭
載された部位に相当する位置に、ＩＣチップを覆うよう
に、接着剤を介して補強シールを貼付するものである。

【００１１】また、本発明は、ＩＣチップの中立面がカ
ードの応力中立軸に一致していないＩＣカードの場合、
ＩＣカードの外側の表裏面の片側に、あるいは表裏面の
それぞれに、ＩＣチップを覆うように、補強シールを接
着剤にて貼付するものである。

【００１２】本発明に用いられる補強シールの材質は、
例えば金属薄箔シートをはじめとして、塩化ビニル、Ａ
ＢＳ樹脂、ポリエステル、ポリプロピレン、スチレン系
樹脂、アクリル、ポリカーボネイト、塩化ビニル酢酸ビ
ニル共重合体等のプラスチック樹脂であることが好まし
い。補強シールのヤング率は、少なくともＩＣカードの
外側基材と同等、またはそれ以上であることが好まし
い。

【００１３】本発明に用いられる接着剤は、例えばポリ
エステル系樹脂、エポキシ系樹脂等の常温硬化型プラス
チック樹脂であることが好ましい。接着剤のヤング率
は、少なくともＩＣカードの外側基材と同等、またはそ
れ以上であることが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて詳細に説明する。

【００１５】（実施例１）図３は、本発明の一実施例の
ＩＣカードを示す断面図である。８はオーバーシート、
９はスペーサシート、１０はＩＣチップ、１１は接着
層、１２は異方導電性接着剤、１３は回路パターン、１
４は回路用シート、１５は接着剤、１６は補強シールで
ある。

【００１６】本実施例のＩＣカードは、塩化ビニル樹
脂，ＰＥＴ材等からなるカード基材の回路用シート１４
に導電性ペーストにて回路パターン１３を形成する。回
路用シート１４には、導電性ペーストおよび異方導電性
接着剤１２等を用いて、ＩＣチップ１０が搭載される。
そして、ＩＣチップ１０と回路パターン１３が電気的に
接続される。これにより、ＩＣモジュールが形成され
る。このＩＣモジュールは、接着層１１を介して、ＩＣ
チップ１０の側面を保護するためのスペーサシート９に
より覆われる。更に、ＩＣモジュールは、接着層１１を
介して、ＩＣチップ１０の上下面を保護するための２枚
のオーバーシート８により覆われる。このＩＣカードに
おいて、ＩＣチップ１０を挟むオーバーシート８のＩＣ
カードの外側表裏面であり、ＩＣチップ１０の搭載部位
に相当する位置に、補強シール１６を貼り付けるものと
する。この補強シール１６は、ＩＣカード内部のＩＣチ
ップ１０を覆うように設けられる。そして、表裏面の補
強シール１６とも、同一の厚さであり、接着剤１５を介
して、オーバーシート８に接着する。

【００１７】本実施例では、補強シール１６により、Ｉ
Ｃカードに曲げ応力が加わる場合にも、ＩＣカード全体
の応力中立軸をずらすことなくカード剛性を向上させる
ことが可能となり、ＩＣチップ１０を補強するとともに
ＩＣチップ１０割れを防止することが可能となる。

【００１８】ＩＣカードに強制的に段差を設けて曲げを
負荷した実験、及びＩＣカードの両端を万力を用いて挟
み、ＩＣカードに強制的に全体曲げを負荷した実験を、
レーザ変位３Ｄ測定の下で行った。結果、補強シール１
６による補強部位と、非補強部位との間のカード曲率半
径には、「シール補強部位＞非補強部位」の関係がある
ことが証明された。また、ＩＣカード内にひずみゲージ
を内蔵し、そのひずみゲージを内蔵した部分に該当する
ＩＣカードの表裏面に補強シール１６を貼り付ける前後
のひずみを測定したところ、補強シール１６の貼り付け
後は、貼り付け前に比べてひずみゲージのひずみが低減
することが確認された。そして、これらの実験データを
をもとに有限要素モデルを作製し、有限要素法によるシ
ミュレーションにより、様々な補強シール１６の形状の
補強効果の算出を容易に行うことが可能となった。

【００１９】（実施例２）図４は、本発明の一実施例の
ＩＣカードを示す断面図である。このＩＣカードは、回
路用シート１４と反対のＩＣチップ１０の面上に補強板
１７が設けられている。このＩＣカードの場合、ＩＣチ
ップの片側に補強板１７が存在するため、ＩＣチップ１
０の中立面がＩＣカードの応力中立軸に一致していな
い。ＩＣチップ１０の搭載部位のＩＣカードの外側表裏
面において、片面あるいは表裏面それぞれに補強シール
１６を貼り付ける。この補強シール１６は、ＩＣチップ
１０を覆うように、接着剤１５にて貼付する。表裏面そ
れぞれに補強シール１６を貼り付ける場合には、厚さの
異なる補強シール１６を貼り付ける。つまり、ＩＣチッ
プ１０に対して、回路用シート１４の側のオーバーシー
ト８の外側面の補強シール１６の方が、厚いものとな
る。

【００２０】片面に補強シール１６を貼り付ける場合の
ＩＣカードは、図３においてのＩＣチップ１０に対し
て、回路用シート１４と反対のオーバーシート８に貼り
付けられている補強シール１６に代えて、ＩＣカードの
内部に補強板１７を設けられたものとなる。

【００２１】本実施例においては、ＩＣカード全体の応
力中立軸をＩＣチップにとって最良の位置である中立軸
に補正することができ、ＩＣカードの剛性の向上による
ＩＣチップ１０の補強とともにＩＣチップ１０の割れを
防止することが可能である。

【００２２】一方、補強シール１６を貼り付ける代わり
に、この補強シール１６の補強部位に、オーバーシート
８と同等あるいはそれ以上のヤング率を有する常温硬化
型のプラスチック補強樹脂剤（図示せず）を、塗布，硬
化することにより、上記と同様の効果が得ることも可能
である。

【００２３】実施例１、実施例２は、既に完成されたＩ
Ｃカードに対し、ＩＣチップ１０を補強すべく、ＩＣカ
ードの外側表裏面の片面、あるいは表裏面の補強部位に
補強シール１６を貼り付け、あるいは補強樹脂剤を塗布
しても、同様の効果が得られることは言うまでもない。

【００２４】また、補強シール１６、接着剤１５および
補強樹脂剤のそれぞれの厚さは、限られた厚さ公差の範
囲で、それぞれの材料物性の特徴を生かし、補強効果が
最大となるよう決定する。

【００２５】（実施例３）図５は、実施例１または実施
例２に記載の補強シール１６を貼り付けたＩＣカード１
８を示す平面および断面図である。

【００２６】図５に示すように、補強シール１６、接着
剤１５および補強樹脂剤の大きさ，形状については、補
強効果が現れる範囲において、ＩＣチップ１０を覆う大
きさを有して、a）円形，ｂ）角形，ｃ）凸レンズ形状
またはｄ）ドーナツ形状等を有する。特に、ｃ）凸レン
ズ形状では、耐曲げ応力を確保するとともに、比較的鋭
利な例えばボールペン等の押圧が加わった場合において
も、摩擦抵抗が小さいためすべりやすく、ＩＣチップ１
０への押圧を避けることが可能である。従って、強力に
ＩＣチップ１０を保護する。

【００２７】また、図６は、補強シール１６のうちＩＣ
チップ搭載部位に該当する部分に、空気充填穴等の緩衝
層１９を埋設したものである。この補強シール１６は、
図５に示すa）円形、ｄ）ドーナツ形状あるいはｃ）凸
レンズ形状の補強シール１６と比べて、厚みが同等で、
外部からの耐曲げ応力を確保しながら、外部からの押
圧、落下物等による衝撃に対しては緩衝効果があるとい
う特徴を併せ持つ。

【００２８】補強シール１６の材質は、例えば金属薄箔
シートをはじめとして、塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリ
エステル、ポリプロピレン、スチレン系樹脂、アクリ
ル、ポリカーボネイト、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体
等のプラスチック樹脂である。そして、補強シール１６
のヤング率は、少なくともカード外側基材と同等、また
はそれ以上であり、数百〜数万MPa程度である。また、
接着剤１５は、例えばポリエステル系樹脂、エポキシ系
樹脂等の常温硬化型プラスチック樹脂である。接着剤１
５のヤング率は、少なくともカード外側基材と同等、ま
たはそれ以上であり、数百〜数万MPa程度である。補強
シール１６及び接着剤１５のヤング率は、市場で起こり
うる曲げ応力に対する可撓性、剥離性の観点から、カー
ド曲率半径を可能な限り大きくできる高いヤング率の材
料を選定することが好ましい。

【００２９】更に、印刷済みの汎用ＩＣカード１８にキ
ャラクターあるいはロゴマーク入り等の補強シールを貼
付することで商品の差別化を安価に図るとともに、商品
付加価値を向上することが可能となる。

【００３０】また、例えばロイコ染料または発色剤等の
感圧発色剤を封入したマイクロカプセルを、補強シール
１６に充填したものも好ましい。これは、ＩＣカード１
８に対し外部より応力が加わった場合に、マイクロカプ
セルが破裂して、ロイコ染料または発色剤が発色する。
これにより、ＩＣカード１８に加えられた応力の履歴を
認識できるとともに、ＩＣチップ１８が破壊に至る前に
警告を示すことが可能になる。従って、ＩＣカード１８
の所持者または発行者が、ＩＣチップが破壊する前に内
部に蓄積したデータの損失を回避することが可能とな
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば下記の効果が得られる。

【００３２】（１）外部からＩＣカードに曲げ応力、押
圧または衝撃が加わることによる、ＩＣチップの割れを
回避することができ、信頼性が向上する。

【００３３】（２）既に完成されたＩＣカードに対して
補強シール等を貼り付けるため、ＩＣカード製造ライン
の大きな変更，実装工程の追加・工数増大等の必要がな
い。

【００３４】（３）構造が簡単かつ製造が容易であるた
め、不良ポテンシャルの増加がなく、安価である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＩＣカードを示す例の断面図である。

【図２】従来のＩＣカードを示す例の断面図である。

【図３】本発明の一実施例のＩＣカードを示す断面図で
ある。

【図４】本発明の一実施例のＩＣカードを示す断面図で
ある。

【図５】補強シールを貼り付けたＩＣカードを示す平面
および断面図である。

【図６】緩衝層設けた補強シールを貼り付けたＩＣカー
ドを示す平面および断面図である。

【符号の説明】

１・・・プリント基板２・・・接続端子部３・・・ＩＣチップ４・・・ＩＣ形成部５・・・ＩＣモジュール６・・・カード基材７・・・凹部８・・・オーバーシート９・・・スペーサシート１０・・・ＩＣチップ１１・・・接着層１２・・・異方導電性接着剤１３・・・回路パターン１４・・・回路用シート１５・・・接着剤１６・・・補強シール１７・・・補強板１８・・・ＩＣカード１９・・・緩衝層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者下須敦子神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所汎用コンピュータ事業部内 (72)発明者大関良雄神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者下川英恵神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内Ｆターム(参考） 2C005 MA10 MB08 NA06 PA25 PA26 PA34 5B035 AA08 BB09 CA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩＣチップがオーバーシートにより挟まれ
るＩＣカードであって、前記オーバーシートのうち、前
記ＩＣチップが搭載される部位に相当する位置の表面
に、前記ＩＣチップを覆うべく、接着剤を用いて貼り付
けられる補強シールを有し、前記補強シールは、前記オ
ーバーシートと同等、またはそれ以上のヤング率を有す
ることを特徴とするＩＣカード補強構造。
【請求項２】請求項１記載のＩＣカード補強構造におい
て、前記補強シールは、前記ＩＣチップの搭載される部
位に相当する位置の表面に、空気が充填された緩衝層を
埋設することを特徴とするＩＣカード補強構造。
【請求項３】ＩＣチップとの導通を図るべく、回路パタ
ーンが形成された回路用シートに実装された前記ＩＣチ
ップを保護すべく、前記回路用シートの両面にオーバー
シートが設けられたＩＣカードの補強方法であって、前
記オーバーシートのうち、前記ＩＣチップが搭載される
部位に相当する位置の表面に、前記ＩＣチップを覆うべ
く、接着剤を介して補強シールを貼り付けることを特徴
とするＩＣカードの補強方法。