JP2006139330A - 非接触ｉｃカード、接触・非接触両用ｉｃカード - Google Patents

Abstract

【課題】 非接触ＩＣカードの後加工または使用過程において、熱履歴を受けてカールを生じても、カード内部から矯正力がはたらいて元の平面状態に復元することができる非接触ＩＣカードを提供する。
【解決手段】 本発明の非接触ＩＣカード１または接触・非接触両用ＩＣカードは、カード基体内に金属箔からフォトエッチングまたは打ち抜きにより形成した平面状アンテナコイル３を有する非接触ＩＣカードであって、当該金属箔が銅系形状記憶合金からなることを特徴とする。また、非接触ＩＣカードまたは接触・非接触両用ＩＣカードは、カード基体内に銅系形状記憶合金の細線から形成した平面状アンテナコイルを有するものとしてもよい。このようなＩＣカードは、カードの再転写絵付け時や使用過程における熱履歴において変形やカールの生じ難いものとなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、非接触ＩＣカードと接触・非接触両用ＩＣカードに関するが、特には、非接触ＩＣカードのアンテナコイルが形状記憶性のある銅系合金材料からなることを特徴とするものである。平面コイル状アンテナが銅系の形状記憶合金箔からエッチングまたは打ち抜きにより形成されるか、銅系形状記憶合金の細線から形成されているので、ＩＣカードの後加工工程や使用環境において、耐カール性を具備するという特徴がある。
したがって、本発明の技術分野は非接触ＩＣカードの製造や利用の分野に関する。

近年、従来の接触型ＩＣカードに加えて、非接触で決済処理やゲート管理する外部機器と交信する非接触ＩＣカードが広範に使用されるようになってきている。また、従来型の接触に非接触通信機能をも合わせ持たせた、接触・非接触両用型ＩＣカードはデュアルインターフェースカードとして多機能性が評価されて新たな市場を展開している。
この非接触ＩＣカードは、ＩＣチップやアンテナコイルを表面に現われないように、カード基体内に埋め込みして製造する。また、接触・非接触両用型ＩＣカードは、端子板付きＩＣモジュールをカード表面から設けた凹部内に装着するが、アンテナコイル自体は、やはりカード基体内に埋め込みして製造するものである。

非接触ＩＣカードや接触・非接触両用型ＩＣカードの製造工程は、複数枚のカード基材を一体にするため、金属プレス板間に挟んで熱圧をかけてプレスする熱工程を行う。熱融着性のカード基材を融着するか、ホットメルト形接着剤を用いて基材間を接着させる目的と、カードの表面性状を良好にするために必要だからである。アンテナシートは平面状のアンテナコイルを担持するシートであるが、当該シートも、この熱プレス工程においてカード基材中の中心部に挿入されて一体にされる。

このプレス工程で生じるカードの反りは機器内でのカードの搬送性に支障を生じるので、所定の範囲内におさめることが、ＩＳＯまたはＪＩＳ規格に規定されている。このＩＣカードの反りを排除するため、カード基材材料の選定には細心の注意が払われている。
しかし、このプレス工程で平面に仕上げた非接触ＩＣカードであっても、その後の加工工程やＩＣカードの使用過程でカールが生じる問題がある。

カードの反りは、例としてカード表面への絵付け時にも生じる。カード基材に対する直刷りや転写シートによる絵付けではなく、半ば完成したカード基材に転写プリンタで絵付けする場合、カード表面は高い熱を受けることになる。すなわち、昇華型再転写プリンタや熱溶融型再転写プリンタ等で、カードの片側表面に印字や絵柄プリントする場合、中間転写フィルムから再転写する際、転写ロールの高熱が作用するため、カードに反りを生じる問題がある。従来は、カードがまだ余熱を持つ間に、カードの両端を引っ張って物理的にカールを矯正することや、両面に印字する場合はカールが低減するので必要もないのに敢えて両面印字すること、などが行われていた。しかし、このような加工方法は不自然な工程を増加するもので好ましいものではない。

ＩＣカードはまた、使用環境においても熱履歴を受ける。例えば、夏場の車のダッシュボードに置かれたカードは、直射日光よび車内の温室効果により、７０°Ｃ以上の温度になることが知られている。このような環境では、熱に弱いＰＥＴ−Ｇや塩化ビニルのカード基材では熱変形を受け、反りが生じることが避けられない。

従来のアンテナコイルに使用する金属は電気的特性以外については、特に材質を選定しないで使用しているので、この絵付け工程や利用環境において生じるカードの反りを低減することについては考慮されていなかった。
本発明は、このような非接触ＩＣカードの製造工程または保存、使用環境の熱履歴により生じるカール（反り）の影響を非接触ＩＣカードが有する平面状コイルに銅系金属からなる形状記憶合金を用いることで、カード内部からカールを矯正しようとする考えのものである。非接触ＩＣカードに関し、このような観点の先行技術は見出し得ないが、リードフレームの分野には、特許文献１〜特許文献４の先行技術が存在する。

特許文献１，２は、微細なリード端子が変形した場合に加熱して元の形状に復元させるもので、形状記憶合金の加熱復元性特性を利用している。
特許文献３もリードフレームに形状記憶合金を使用し、樹脂封止時の加熱により形状を平坦に戻し、ダムバーの作用をさせることを記載している。リードフレームも本発明で使用するアンテナコイルも平面状の薄い金属箔を使用する点で共通した技術内容を有する。 特許文献４は、リードフレームのアウターリードを形状記憶合金で形成することを記載している。一方、銅系形状記憶合金自体については、特許文献５、特許文献６等のものが知られている。

特開平２−２１９２０８号公報 特開平３−１０９７５８号公報 特開平５−２８３５９４号公報 特開平８−３３０５０３号公報 特許第３３３５２２４号公報 特開２０００−１６９９２０号公報

そこで、本発明は、非接触ＩＣカードの平面状アンテナコイル素材に形状記憶性の銅系合金を使用することにより、半製品化された非接触ＩＣカードまたは接触・非接触両用ＩＣカードの後加工において、または製品化後の使用過程において、熱履歴を受けた場合に、ＩＣカード自体の内部からカードに生じる変形（反り）を平面に戻して回復する機能を持たせることを研究して、本発明の完成に至ったものである。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第１は、カード基体内に金属箔からフォトエッチングまたは打ち抜きにより形成した平面状アンテナコイルを有する非接触ＩＣカードにおいて、当該金属箔が銅系形状記憶合金からなるものであることを特徴とする非接触ＩＣカード、にある。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第２は、カード基体内に金属箔からフォトエッチングまたは打ち抜きにより形成した平面状アンテナコイルを有する接触・非接触両用ＩＣカードにおいて、当該金属箔が銅系形状記憶合金からなるものであることを特徴とする接触・非接触両用ＩＣカード、にある。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第３は、カード基体内に金属細線から形成した平面状アンテナコイルを有する非接触ＩＣカードにおいて、当該金属細線が銅系形状記憶合金からなるものであることを特徴とする非接触ＩＣカード、にある。

上記課題を解決するための本発明の要旨の第４は、カード基体内に金属細線から形成した平面状アンテナコイルを有する接触・非接触両用ＩＣカードにおいて、当該金属細線が銅系形状記憶合金からなるものであることを特徴とする接触・非接触両用ＩＣカード、にある。

本発明の非接触ＩＣカードまたは接触・非接触両用ＩＣカードは、アンテナシートに銅系形状記憶合金から形成した平面状アンテナコイルが使用されているので、平面状態を維持する形状記憶性を有し、ＩＣカードの後加工または使用状態において熱的影響で、カード基材の反り（カール）変形を受けた場合には、カード内部から反りを元の平面状態に戻す復元力が働くので、カードの反りを最小限に抑えることができる。

本発明は、非接触ＩＣカードのアンテナコイルに銅系の形状記憶合金を使用する特徴がある。形状記憶合金は、形状記憶時の条件に加熱された場合に元の形状を復元する特徴を有することは良く知られている。非接触ＩＣカードのアンテナコイルは、平面状に製造されるので、平面状態を記憶すればよく、この熱条件は通常行われるＩＣカードの熱圧プレスの工程で付与することができる。

本発明の実施形態について、以下図面を参照して説明する。図１は、ＩＣカード用アンテナシートを示す図、図２は、本発明の非接触ＩＣカードの断面構成を示す図、図３は、同接触・非接触両用ＩＣカードの断面構成を示す図、である。

図１は、ＩＣカード用アンテナシートを示す図であるが、図１（Ａ）は、非接触ＩＣカード用アンテナシート、図１（Ｂ）は、接触・非接触両用ＩＣカード用アンテナシート、である。非接触ＩＣカード用アンテナシート１１ａは、図１（Ａ）のように、シート基材１１に平面状アンテナコイル３とＩＣチップ４が実装されている。平面状アンテナコイル３の両端部３１，３２がＩＣチップ４に接続していて、この回路により非接触通信機能を有する。図１（Ａ）の例に限られるものではないが、両端部３１，３２をアンテナコイル３の両サイドに設けてＩＣチップ４をアンテナコイル３を跨ぐように装着すれば、コイルの交差を回避する回路を設けなくてもよい。このアンテナシート１１ａは、他のカード基材と共に一体にされて、カード基体内部に組み込みされるので、非接触ＩＣカードはカード表面に電気部品を有しないものとなる。

接触・非接触両用ＩＣカード用アンテナシート１１ｂは、図１（Ｂ）のように、コアシート１１に平面状アンテナコイル３を有するが、ＩＣチップは実装されていない。接触・非接触両用ＩＣカードの場合、アンテナシート１１ｂと他のカード基材とを一体にしてカード基板を製造した後、カード基板の表面から装着したＩＣモジュールと平面状アンテナコイル３の両端部３１，３２を接続するからである。コイルの線幅は、５００〜２０００μｍ程度、巻き数は数ターンとなる。非接触ＩＣカードの場合も同様である。
両端部３１，３２はＩＣモジュールと接続し易いように広幅にするか線材の場合は折り畳んだ形状にする。図中、矩形状の点線の枠１８ｋはＩＣモジュール装着用凹部掘削位置を示す。

アンテナシート１１ａ，１１ｂの製造は、シート基材またはコアシート１１に、（１）銅系形状記憶合金箔をラミネートした後、フォトエッチングによりアンテナコイルパターンを形成するか、（２）形状記憶合金箔自体を直接打ち抜きし、得られた平面コイル状パターンをシート基材またはコアシート１１に接着して製造することができる。あるいはまた、（３）銅系形状記憶合金の細線を平面コイル状に線巻き機で巻いたものをシート基材またはコアシート１１に平面状に固着してもよい。

金属箔の場合の厚みは、フォトエッチングでは、２０〜５０μｍ程度までが可能であるが、薄肉の銅系形状記憶合金箔は得られ難いので、通常は３０〜４０μｍ前後のものが使用される。打ち抜きの場合も、あまり薄肉では変形を生じるので通常は、４０〜１００μｍ程度の厚みのものが必要とされる。線材の場合は、径が５０〜１００μｍのものが好ましい。いずれの場合もあまり厚肉や太径ではカード表面に凹凸を生じる。
銅系形状記憶合金には、銅−アルミニウム−ニッケル、銅−亜鉛−アルミニウム、銅−亜鉛、銅−錫、チタン−ニッケル−銅、マンガン−アルミニウム−銅、などの各種合金があるが、電気抵抗の低いものが用いられる。

非接触ＩＣカード１の断面構成は各種あるが、例えば、図２のようにシート基材にアンテナコイル３を設け、ＩＣチップ４を実装したアンテナシート１１ａをスペーサシート１５，１６、印刷シート２０，３０と一体にして熱接着することでカード基体１０を製造できる。図２の場合は、ポリ塩化ビニール基材やＰＥＴ−Ｇ基材を前提とするが、ヒートシール剤を塗工したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系基材であってもよい。
印刷シート２０，３０には印刷層２０ｐ，３０ｐがあらかじめ印刷されている。なお、スペーサシート１５，１６に設けた貫通孔１５ｋ，１６ｋは、ＩＣチップ４の厚みによる凹凸が、カード表面に現れないようにするために設けるものである。

ポリ塩化ビニール基材の場合は、１６０°Ｃ〜１８０°Ｃ程度の熱条件でプレスされ、ヒートシール剤を塗工した材料の場合は、１２０°Ｃ〜１３０°Ｃ程度の熱条件が与えられる。熱圧プレスは、基材のセットを金属板間に挟んで強圧するので、アンテナコイルにはこの過程で平面形状の記憶がされ、後に同等の熱履歴を受けた際には、復元力がはたらくものとなる。

接触・非接触両用ＩＣカード２の断面構成も各種あるが、例えば、図３のようになる。この場合は、熱圧プレス後の状態が図示されている。コアシート１１にアンテナコイル３を設けたアンテナシート１１ｂとコアシート１２を中心層とし、その両側にオーバーシート１３，１４を仮積みしてから熱圧プレスしたものである。
ＩＣモジュール５は、カード基体１０の表面からＩＣモジュール装着用凹部１８を掘削し、ＩＣモジュールを装着する。アンテナコイルの両端３１，３２とＩＣモジュール５の非接触インターフェース部とは導通用凹孔２１，２２を掘削し、導電性接着剤を充填して接続する。

以下、製造工程の具体的内容について説明する。
（アンテナシートの準備）
厚み３０μｍのＰＥＴフィルムに、厚み３０〜５０μｍ程度の銅系形状記憶合金箔を接着剤を介して貼り合わせる。この箔をフォトレジストを使用してフォトエッチングすることで、アンテナコイル４を形成する。さらに、厚み３００μｍのＩＣチップ４をアンテナコイル３の両端３１，３２に電気的に実装する。これによりＩＣカードに内包するアンテナシート１１ａが完成する。

（カード基体の製造）
カード基体の層構成は、アンテナシート１１ａの表裏に、スペーサシート１５，１６を介して表裏の印刷シート２０，３０を配置する構成にする。スペーサシート１５，１６は、ＰＥＴ−Ｇ樹脂シートの両面にポリエステル系接着剤を共押し出しした三層構成とし、それぞれ厚み１２０μｍのスペーサ・コア層と、その両面にポリエステル系接着剤からなる厚み３０μｍのスペーサ接着剤層を有する全厚み１８０μｍのものとする。

スペーサシート１５，１６のさらに外側には、印刷シート２０，３０として厚み１８８μｍの二軸延伸ＰＥＴシートを採用する。カード表側の印刷シート２０には、あらかじめ表面印刷層２０ｐを印刷しておくことができる。裏面印刷シート３０も同様である。
スペーサシート１５，１６には、アンテナシート上に実装したＩＣチップが貫通するように、予めＩＣチップ４と同じ大きさ（５ｍｍ×５ｍｍ）の貫通孔１５ｋ，１６ｋを打ち抜いて設けておく。この５層からなる積層体をプレス機の熱板上に載置して、プレスラミネートする。プレス工程の条件は、熱板温度１２０°Ｃ、圧力２．０ＭＰａ、成型（加熱）時間２０ｍｉｎ．程度とすることができる。

このようにして得られる非接触ＩＣカードは、熱転写絵付けを行う後加工やＩＣカードの使用過程の熱履歴に対しても変形やカールが生じ難いものとなる。

ＩＣカード用アンテナシートを示す図である。 本発明の非接触ＩＣカードの断面構成を示す図である。 同接触・非接触両用ＩＣカードの断面構成を示す図である。

符号の説明

１ 非接触ＩＣカード
２ 接触・非接触両用ＩＣカード
３ アンテナコイル
４ ＩＣチップ
５ ＩＣモジュール
１０ カード基体
１１ シート基材、コアシート
１１ａ，１１ｂ アンテナシート
１２ コアシート
１３，１４ オーバーシート
１５，１６ スペーサシート
１８ ＩＣモジュール装着用凹部
２０，３０ 印刷シート

Claims (4)

1. カード基体内に金属箔からフォトエッチングまたは打ち抜きにより形成した平面状アンテナコイルを有する非接触ＩＣカードにおいて、当該金属箔が銅系形状記憶合金からなるものであることを特徴とする非接触ＩＣカード。
2. カード基体内に金属箔からフォトエッチングまたは打ち抜きにより形成した平面状アンテナコイルを有する接触・非接触両用ＩＣカードにおいて、当該金属箔が銅系形状記憶合金からなるものであることを特徴とする接触・非接触両用ＩＣカード。
3. カード基体内に金属細線から形成した平面状アンテナコイルを有する非接触ＩＣカードにおいて、当該金属細線が銅系形状記憶合金からなるものであることを特徴とする非接触ＩＣカード。
4. カード基体内に金属細線から形成した平面状アンテナコイルを有する接触・非接触両用ＩＣカードにおいて、当該金属細線が銅系形状記憶合金からなるものであることを特徴とする接触・非接触両用ＩＣカード。
   
   
   

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