JP2000503436A - データカード及びその製造方法並びにその製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、外形寸法が一致する少なくとも１つのカードカバー層（３）と少なくとも１つの基層（４）とから成るカード本体（２）と、このカード本体（２）内でカードカバー層（３）とカード基層（４）との間にはめ込まれ個人関連データを処理及び／又は記憶するための電子回路（６）を集積形成されているモジュール素子（５）とを有するデータカード（１）に関する。モジュール素子（５）内もしくはこのモジュール素子（５）とカードカバー層（３）及び／又はカード基層（４）との間に存在する空所（１３）を満たすために、及び／又はモジュール素子（５）の表面上に存在する突出隆起部（９、１０）を均一化するために水平化材（１４）から成る補償層が配設又は形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 データカード及びその製造方法並びにその製造装置 本発明は、外形寸法が一致する少なくとも１つのカードカバー層と少なくとも １つのカード基層とから成るカード本体と、このカード本体内でカードカバー層 とカード基層との間にはめ込まれ個人関連データを処理及び／又は記憶するため の電子回路を集積形成されているモジュール素子とを有するデータカードに関す る。更に本発明はこのようなチップカードの製造方法並びにこのようなチップカ ードの製造装置に関する。 通常キャッシュカード形式に形成されているチップカードの使用可能性は高度 の機能柔軟性の故に極めて多岐にわたり、使用できる集積回路の高度化する計算 能力及びメモリ容量は益々増大してきている。健康保険カード、同時ＩＤカード 、テレホンカードの形式のこのような現在の典型的なチップカードの使用分野の 他に、将来的には特に電子取引き、コンピュータへのアクセス制御、保護された データメモリ及びその他の分野にも使用されることになろう。端末又は読取り装 置のカップリング形式に関して接点付きカードといわゆる無接点チップカードと は区別される。接点付きチップカードの場合、接触は通常ＩＳＯ標準規格に基づ いて規格された接触素子を有する金属製接点バンクにより行われる。接触部を有 するチップカードの信頼度は確かに過去数年間の製造者の生産経験の増大により 改善され、その結果例えばテレホンカードのｌ年間の寿命に関する故障率は明ら かに１００分の１以下である。しかし依然として接触部は電気機械系において最 も頻度の高い欠陥原因である。故障は例えば接触部の汚染又は損耗により生じる 。移動装置に使用する場合振動は一時的接触遮断を来す。チップカードの表面に ある接触部は直接集積回路の入力部と接続されているので、更に静電放電がカー ド内部の集積回路を弱体化させるか又は完全に破壊することになりかねない。こ れらの技術上の問題は無接点チップカードにより回避される。これらの技術上の 利点の他に、無接点チップカードは更に一連の興味深い新規の可能性をカード製 造者及びカード利用者の使用時に提供する。即ち無接点チップカードは例えばカ ー ド読取り装置に絶対に挿入される必要はなく、１ｍまでの距離で機能するシステ ムがある。広範な使用分野には例えば最短時間内にできるだけ多くの人員を把握 しなければならない公衆旅客近距離輪送がある。更に他の利点では無接点チップ カードはカード表面に技術素子が見られないので、カード表面の光学様式が磁気 テープ又は接触面に制限されない。今日使用されている無接点チップカードにお ける欠点はとりわけカード内に集積可能の伝送コイル又はコンデンサ板のような 付加的デバイスにある。これによって今日まで無接点チップカードの製造は比較 可能の接点付きカードよりも明らかにコスト高になる。更に無接点チップカード 内に必要な電子回路は端末に電気信号を無接触伝送するためにコストがかかる。 原理上それには信号の伝送をマイクロ波、光信号、容量結合又は誘導結合により 可能にする回路が適しており、その際チップカードの面的構造形式により容量及 び誘導結合が最も適している。今日大抵の無接点チップカードでは伝送はデータ もエネルギーも伝送することができる誘導法で行われる。従ってカード本体中に カップリング素子として単数又は複数の誘導コイルが集積形成されている。電気 信号の伝送は疎結合された変成器の原理により行われ、その際搬送周波数は例え ば１００〜３００ｋＨｚの範囲又は数ＭＨｚ、特に１３．５６ＭＨｚのラジオ周 波数である。このために誘導コイルは大きさが約１０ｍｍ₂である半導体チップ の底面に比べて明らかに大きなコイル面、典型的には約３０〜４０ｃｍ₂を必要 とし、その際誘導コイルは適当な方法で半導体チップ上にある回路と接続されて いなければならない。この場合半導体チップはまず中間支持部に配置され、固定 され、電気的に接続される。引続き環境の影響から保護するために有利には熱硬 化性樹脂コンパウンドで被覆される。まず別個の構造部材として存在し、通常チ ップモジュールとも云われる半導体チップを支える支持部は、引続き通常極く僅 かなターンを有し平面状に形成されている誘導コイルと有利には溶接、軟ろう又 は硬ろうにより結合され、最後にチップカードに仕上げるためにカード本体中で 積層化される。 チップカードのカード本体の材料、構造及び製造は主としてカードの機能素子 並びに使用中の操作の際のカードの荷重により決定される。今日データカード用 の一般的材料としては価格的に最も有利に全てに使用できる広範に使用されてい るポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、特に高い強度及び耐熱性に優れているアクリルニ トリル−ブタジエン−スチロール（ＡＢＳ）並びに長い寿命を可能にするが高価 であるポリカーボネートがある。データカードの製造には通常積層法が使用され 、その場合別個に予め製造された構成部材として通常存在するチップモジュール の種々の箔、カバー箔及びインレット（差し込み）箔がしっかりカード本体に接 合される。この方法でチップモジュールとカード本体間の接合品質に対する高度 の要件は満たすことができる。その場合チップは破壊しなければ実際にもはやカ ードから取出すことができない。通常接合する前にカバー箔にフライス削りによ り形成されるくぼみを設け、そこにチップモジュールを張り付ける。チップモジ ュールの部分構造物に存在する高さの均等化及び空所を満たすために、前以て押 し抜き法及び／又はフライス技術により製造されたくぼみ及び孔を有しそこにチ ップモジュールを挿入することができる熱可塑性の箔から成る中間層が使用され る。この種の中間層の積層化の欠点は、これらのチップモジュールが異なる多数 の寸法及び構造高さ及び部分構造物の異なる配列を有するために、完全に一様な 均等化を大量生産のデータカードに達成できないことである。更に高さを均等化 するためにくぼみ及び開口を設けられた中間層は確実に製造経費を要し、大量生 産で製造されるデータカードを高価なものにする。 本発明は、製造に起因する寸法公差及び位置公差を考慮して、データカードの 高い信頼性及び寿命を保証し、比較的簡単で従って価格的に有利に取付けられる 無接点チップカードのようなデータカード、データカードの製造方法並びにこの ．ようなデータカードの製造装置を提供することを課題とする。 この課題は本発明の請求項１に記載のデータカード、請求項２に記載のその製 造方法並びに請求項に１２に記載のデータカードの製造装置により解決される。 本発明によれば、モジュール素子もしくはカードカバー層及びカード基層の部 分構造物の高さを均等化するために及びモジュール素子内の空所もしくはモジュ ール素子とカードカバー層及び／又はカード基層との間の空所を満たすために、 モジュール素子とカードカバー層及び／又はカード基層との間に配置すべき均等 化する水平化材から成る補償層が設けられる。 本発明の原理によれば、補償層の水平化材は液状又は少なくともほぼ液状の粘 ちょう度でカード基層、カードカバー層及びモジュール素子の接合の際に施され 、引続いて硬化される。水平化材の重要な特徴は、くぼみ及び構造物の充填、例 えばモジュール素子のインレット支持箔中の貫通孔及び袋孔の充満及びモジュー ル素子の部分構造物の隆起部、例えば誘導コイル及びプレス加工体のストリップ 導波路を満たすことを可能にするために未硬化状態で一定の粘ちょう度の流体挙 動を有することにある。製造に起因する寸法及び位置公差を水平化材の液相によ り補償できることは特に有利である。被着後の水平化材は熱又は光の照射により 硬化可能である。水平化材としてＵＶ硬化性ラッカを使用した場合単数又は複数 の光源で、有利にはＵＶ範囲の波長で短時間の照射により補償層の長寿命の硬化 及び十分な機能的強度を達成することができる。この場合少なくともモジュール 素子に割り当てられた、光線を透過させるか又は少なくとも半透明の材料から成 るカードカバー層及び／又はカード基層を製造すると有利である。特にカード本 体のカードカバー層及び／又はカード基層には染色されていない極めて無定形の 薄い熱可塑性箔が有利である。 最高速の重合を達成するために補償層の水平化材には特に陽イオンにより硬化 するＵＶ硬化性エポキシドが適している。このエポキシドは例えば６０秒以内で 完全に硬化し、従ってデータカードの大量生産に適している。その高速な化学反 応はエポキシド内に存在して陽イオンプロセスを惹起する例えばＳｂＦ₆から成 る指示薬により行われる。陽イオンによるＵＶ硬化性エポキシ樹脂は一成分系で 使用することができ、従って個々の成分の労力のかかる混合を省略することがで きる。それに対して可使時間は副次的意昧を有する。 積層法に関する利点はモジュール素子を支えるために設けられカードカバー層 とカード基層との間にある支持層がカバー層と同種の熱可塑性材から成ることで ある。従って特に有利な実施態様ではカードカバー層及び／又はカード基層及び ／又は支持層の材料が熱可塑性材、特にポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポ リプロピレン、アクリル−ブタジエン−スチロール及び／又はポリアミドを含む 。支持層もしくは箔が同様にこれらの熱可塑性材から成る場合、ＵＶ硬化性ラッ カは補償層の水平化材として熱膨張的に、即ち固体において温度変化の際の三次 元寸法に観察される相対的変化に関して、カード本体の加熱又は冷却時に異なる 構 成による二形態条件による変形を回避するために支持層の材料に整合させるべき である。 ＡＢＳ（アクリル−ブタジエン−スチロール）の線膨張係数は約１００ｐｐｍ ／Ｋであり、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）では８０〜１５０ｐｐｍ／Ｋ、ＰＣ（ポ リカーボネート）では７０ｐｐｍ／Ｋ及びＰＰ（ポリプロピレン）では１５０〜 ２００ｐｐｍ／Ｋである。一成分系のＵＶ硬化性エポキシ樹脂の最高の熱膨張係 数は約８０〜１２０ｐｐｍ／Ｋであり、即ちこれはカバー層又は支持層の材料の 値よりも若干下にあり、その際上記の全ての値は約２０〜８０℃の温度範囲を示 している。それにも拘わらず水平化材の塗装及び硬化後及びカード本体の加熱も しくは冷却後の変形を回避するために、材料の剛性をできるだけ低くすべきであ る。材料の剛性の表示は弾性係数による。薄い接着剤層における弾性係数は測定 が極めて困難であるので、間接的な検出値として硬度を対象としてもよい。これ らの系の最低硬度はショア硬度ではＡ２０である（ＤＩＮ５３５０５による）。 この値は極めて高分量の柔軟化剤、例えばポリオールの添加により調整される。 ポリオールは水平化材の樹脂と同じ容積濃度で存在してもよい。 水平化材の液相は、塗布中にモジュール素子もしくは支持層の縁の側方にはみ 出して積層工具を汚すので過希液性にならないようにするために、水平化材の液 相にチキソトロピー剤、例えばＰＡペースト及びＰＡワックスもしくは粘ちょう 剤を備えてもよい。粘ちょう剤としてはエアロサイト（商標登録名）が有利であ り、これはアモルファスＳｉＯ₂から成る。 本発明の他の特徴、利点及び有効性を図面に基づく実施例の記載から明らかに する。その際 図１は本発明によるデータカードの製造装置の概略図、 図２は本発明の別の実施例によるデータカードの製造装置の一部分の概略図を示 す。 図１及び２に概略的に示されている図面は本発明によるデータカード１の製造 装置及び方法の実施例を示し、このデータカードは外形寸法が一致する少なくと も１つのカードカバー層３と少なくとも１つの基層４とから成るカード本体２と 、このカード本体２内でカードカバー層３とカード基層４との間にはめ込まれ個 人 関連データを処理及び／又は記憶する（ごく概略的に示されている）電子回路６ を集積形成されているモジュール素子５と有する。このモジュール素子５は独立 した別個の部材として公知の方法で形成され、集積形成されている電子回路６の 他に、はっきり示されていない別の構成要素、特にプレス加工体７を含んでおり 、その中に電子回路６と接続されているカップリング素子、特にテープ状に作成 されたコイル巻きを有する誘導コイルをはめ込むことができる。更に図２に示さ れた実施例の場合、別個に製造されたモジュール素子は特に支持箔８を有し、こ れはモジュール素子の残りの構成要素としっかり結合されており、特に誘導コイ ルの機械的支えの役目をする。いずれの場合にもモジュール素子５はモジュール 素子５の基準面１１、１２に対して図中にごく概略的に示されている隆起部９、 １０と例えば支持箔８内の貫通孔もしくは袋孔による（図２に同様にごく概略的 に符号１３で示されている）空所及びくぼみとを有する。モジュール素子５内に 存在するこのような隆起部及び空所もしくはくぼみの本来の形状寸法は図１及び ２に示されているよりも極めて小さい。存在する空所もしくはくぼみ１３を満た し、かつ隆起部９を均等化するために、本発明によれば、モジュール素子５が間 に配置されているカードカバー層３とカード基層４との接合の際に、主として液 状又は少なくとも流動粘ちょう状態の水平化材１４を分配又は配量手段１５から 矢印１６により（図１参照）配量して入れ、カードカバー層３とカード基層４と の間のモジュール素子５の部分構造物による全ての空所及び隆起部を満たす。水 平化材１４の注入は概略的に示されているように積層化工程の直前に行われ、そ の際個々の層及びモジュール素子５は加熱可能の積層化ローラ対１７、１８によ り加圧されながらカード本体２を製造するために接合される。 この実施例では水平化材はＵＶ硬化性ラッカの形で以下の組成及び物理的特性 を有する。 組成 例えば環状脂肪族の樹脂 ２０〜４０％ 柔軟剤 ２０〜５０％ 光開始剤 ＞０．５ 粘ちょう剤 ≦１０％ ＰＡ（ポリアミド）ペースト ≦１０％ 物理的特徴 粘ちょう度（２０℃で） ９０００〜１５０００ｍＰａｓ 硬化時間（ＵＶＡ９０ｍＷ／ｃｍ２） ≦３０秒 硬度 １００ショアＡ 耐熱性 ≧１５０℃ 熱膨張 ８０〜１２０ｐｐｍ／Ｋ 水平化材１４のその後の硬化のために符号１９により概略的に示されている適 当な光源により形成される適切な波長の光の短時間照射が行われる。硬化プロセ スを促進させるために（詳細には示されていない）加熱工程を後から挿入しても よい。 関連符号２０により概略的に暗示されている切断装置でデータカード１を個別 に切断し、引続き矢印２１に従って収集容器等に収納する。 図１及び２に示されている実施例は例として第１の積層化ローラ対１７の直前 の位置で流動性水平化材１４を点状塗布するために、即ちローラの近くで水平化 材を塗布するためのデータカード１のカード本体２の製造を示している。他方で は同様に本発明の原理によれば水平化材１４の供給は積層工程の前に薄く塗布さ れた面状の水平化材層を備えることも考えられる。 図示された実施例ではカードカバー層３及びカード基層４の供給は貯蔵ローラ ２３からエンドレス形態で搬送ローラ２２を介して行われ、その際概略的に示さ れているフライス削り機２４はカードカバー層３及びカード基層４の予め設定さ れた位置にモジュール素子５の少なくとも一部を収容するために形成されている くぼみ２５を形成するために備えることができる。しかし本発明はまた個々の層 ３，４をシートラミネートとして供給して互いに接合するようなシート技術でデ ータカードを製造する際にもうまく使用可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 外形寸法が一致する少なくとも１つのカードカバー層（３）と少なくとも １つの基層（４）とから成るカード本体（２）と、このカード本体（２）内でカ ードカバー層（３）とカード基層（４）との間にはめ込まれ個人関連データを処 理及び／又は記憶するための電子回路（６）を集積形成されているモジュール素 子（５）とを有するデータカード（１）において、モジュール素子（５）とカー ドカバー層（３）及び／又はカード基層（４）との間に、モジュール素子（５） 内もしくはこのモジュール素子（５）とカードカバー層（３）及び／又はカード 基層（４）との間に存在する空所（１３）を満たすために、及び／又はモジュー ル素子（５）の表面上に存在する突出隆起部（９、１０）をならすために水平化 材（１４）から成る補償層が配設又は形成されていることを特徴とするデータカ ード（１）。 ２． カード本体（２）と、このカード本体（２）内に入れられ個人関連データ を処理及び記憶するための電子回路（６）を集積形成されているモジュール素子 （５）とを有し、 モジュール素子（５）を別個の独立した部材として形成する工程と、 少なくとも１つのカードカバー層（３）及び少なくとも１つのカード基層（４ ）を設ける工程と、 データカード（１）のカード本体（２）を形成するためにカードカバー層（３ ）、モジュール素子（５）及びカード基層（４）を接合する工程と、 を有するデータカード（１）の製造方法において、 カードカバー層（３）、モジュール素子（５）及びカード基層（４）の接合工 程で、モジュール素子（５）とカードカバー層（３）及び／又はカード基層（４ ）との間に、モジュール素子（５）内もしくはこのモジュール素子（５）とカー ドカバー層（３）及び／又はカード基層（４）との間に存在する空所（１３）を 満たし及び／又はモジュール素子（５）の表面上に存在する突出隆起部 ）９、１０）をならす水平化材（１４）から成る補償層を配設又は形成すること を特徴とするデータカード（１）の製造方法。 ３． 補償層の水平化材（１４）は液状又は少なくともほぼ液状に近い粘ちょう 度で塗布可能であり、引続いて硬化可能であることを特徴とする請求項１又は２ 記載のデータカード又はデータカードの製造方法。 ４． 補償層の水平化材（１４）が特に紫外線範囲の波長を有する光の照射によ り硬化可能のラッカ材を含み、少なくともモジュール素子（５）に配設されたカ ードカバー層（３）及び／又はカード基層（４）の部分が光線を透過させるか又 は少なくとも半透明の材料から形成されていることを特徴とする請求項３記載の データカード（１）もしくはデータカード（１）の製造方法。 ５． 水平化材（１４）が陽イオンにより後硬化可能のＵＶ硬化性エポキシドを 含んでいることを特徴とする請求項３又は４記載のデータカード（１）又はデー タカード（１）の製造方法。 ６． 水平化材（１４）とカードカバー層（３）及び／又はカード基層（４）と の材料は熱膨張が互いに整合していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれ かに記載のデータカード（１）もしくはデータカード（１）の製造方法。 ７． カードカバー層（３）及び／又はカード基層（４）及び／又は支持層の材 料が熱可塑性材、特にポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ア クリル−ブタジエン−スチロール及び／又はポリアミドを含んでいることを特徴 とする請求項１乃至６のいずれかに記載のデータカード（１）又はデータカード （１）の製造方法。 ８． 水平化材（１４）が柔軟性添加物及び／又は粘ちょう性添加物を含んでい ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のデータカード（１）もし くはデータカード（１）の製造方法。 ９． モジュール素子（５）を支えるためにカードカバー層（３）とカード基層 （４）との間に支持層が設けらていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれ かに記載のデータカード（１）もしくはデータカード（ｌ）の製造方法。 １０． モジュール素子（５）に配設されたカードカバー層（３）及び／又はカ ード基層（４）の部分にモジュール素子（５）の少なくとも一部を入れるくぼみ （２５）が設けられていることを特徴とする請求項１乃至９ののいずれかに記載 のデータカード（１）もしくはデータカード（１）の製造方法。 １１． モジュール素子（５）がカップリング素子、特に誘導コイルを集積形成 されて含んでいることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のデータ カード（１）もしくはデータカード（１）の製造方法。 １２． カード本体（２）と、このカード本体（２）内にはめ込まれ個人関連デ ータを処理及び／又は記憶するための電子回路（６）を集積形成されているモジ ュール素子（５）とを有するデータカード（１）の製造装置であって、装置が、 カード本体（２）を形成するための少なくとも１つのカードカバー層（３）と 少なくとも１つのカード基層（４）を供給するための搬送手段（２２）と、 カードカバー層（３）及びカード基層（４）及びモジュール素子（５）を接合 及び連結するための接合手段（１７、１８）と を有するデータカード（１）の製造装置において、 モジュール素子（５）とカードカバー層（３）及び／又はカード基層（４）と の間に存在する空所（１３）を満たし、及び／又はモジュール素子（５）の表面 上に存在する突出隆起部（９、１０）を均一化する水平化材（１４）から成る補 償層を入れるための分配又は配量手段（１５）と、 補償層の水平化材（１４）を硬化させるための硬化手段（１９）とを有するこ とを特徴とするデータカード（１）の製造装置。 １３． 硬化手段が、特にＵＶ範囲の波長を有する光線を送るための照射源（９ ）を有していることを特徴とする請求項１２記載の装置。 １４． モジュール素子（５）に配置されているカードカバー層（３）及び／又 はカード基層（４）の部分にくぼみ（２５）を形成するためのくぼみ形成手段（ ２４）が備えられていることを特徴とする請求項１２又は１３記載の装置。