JP2007011836A

JP2007011836A - 接触端子付きｉｃカード

Info

Publication number: JP2007011836A
Application number: JP2005193467A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Seto; 一弘瀬戸; Katsuyoshi Koike; 勝佳小池
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2005-07-01
Filing date: 2005-07-01
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】曲げ応力が加わった際に、接触端子に曲げ応力が加わりにくい構造で、ＩＣ破損による機能故障を低減した薄型の接触端子付きＩＣカードを提供すること。
【解決手段】ＩＣカード基体３と接触端子を有し、接触、又は接触及び非接触の機能を有するＩＣモジュール４が埋設凹部に装着された接触端子付きＩＣカードにおいて、接触端子の外側にＩＣカード基体３より硬質な材料で構成した補強部材２をリング状に埋設した接触端子付きＩＣカードにすること。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣカードに関し、特に、折り曲げた際のＩＣ破損による機能故障を抑制できる接触端子付きＩＣカードの構造に関する。

非接触ＩＣカードは、電磁誘導の原理により外部から電力と信号を非接触で得るために、カード内部にコイルを形成したアンテナシートを内含する。また、接触と非接触兼用のＩＣカードの場合には、受送信する信号を処理し記憶するＩＣチップを基板付きのＩＣモジュールにしてカード表面に装着し、ＩＣモジュールとカード基体内のアンテナシートとを接続する。

図３は、接触・非接触兼用ＩＣカードの例を示す断面図である。図４は、図３のＩＣモジュール部分の埋設凹部の関係を示す断面図である（特許文献１参照）。

図４のように、接触・非接触兼用ＩＣカード１は、ＩＣカード基体２１に、接触・非接触兼用ＩＣモジュールを装着している。ＩＣモジュールのカード表面側は接触端子板になっている。ＩＣモジュールには、ＩＣカード基体２１内に設けたアンテナコイル２４が接続されていて、外部機器との間における非接触交信に使用される。

図４の断面図のように、ＩＣカード基体２１は、コアシート２１１とコアシート２１２および裏面側透明オーバーシート２１４、表面側透明オーバーシート２１５とが積層された構成になっている。アンテナコイル２４は、コアシート２１１面上に、細い捲線を平面的に数回周回させて形成するか、コアシートにラミネートされた金属箔をエッチングして形成されていて、その両端の接続端部がＩＣモジュール装着部の第１埋設凹部２２１下に臨むように形成される。

ＩＣカード基体へのＩＣモジュールの装着は、一般的に次のように行われる。最初に、図４のように、ＩＣモジュール装着部にＩＣモジュール埋設凹部をざぐり加工して堀削する。埋設凹部は、第１埋設凹部２２１と第２埋設凹部２２２とからなり、第１埋設凹部２２１はＩＣモジュールの端子板〔プリント基板〕を嵌め込みできる形状と深さにする。第２埋設凹部２２２は、ＩＣモジュールのモールド樹脂部が嵌め込みできる深さにする。ＩＣカードの全体厚みは、７８０〜８００μｍ程度であり、第２埋設凹部２２２は、カード表面から６００μｍ程度の深さに堀削するので、第２埋設凹部の下面には薄肉の基材が残る程度となる。

このような構造からなる接触・非接触兼用ＩＣカードでは、使用環境で曲げ応力などが加わり接触端子部に力が集中してＩＣ破損で機能故障となる不具合が多発するという問題点があった。

このようなＩＣカードには、磁気カードと同レベルの曲げに対して強いカードが要求される。曲げに対する補強策に関しては、布製のメッシュや矩形状の金属の薄板をモジュールの背面、すなわち、ＩＣモジュールの外部端子の裏側に設けられたＩＣチップの樹脂部を収納するためにカード基体に形成された凹部の下に埋設する構造が、特許文献２、特許文献３に開示されている。

特開平１１−３５３４３９号公報特開２００２−９２５７２号公報特開２００４−１７１０８９号公報

上述した特許文献２および特許文献３では、接触端子を有し、接触・非接触の両用の機能を有するＩＣモジュールの非接触通信機能部がカード基体内のアンテナコイルに接続するＩＣカードにおいて、ＩＣモジュールとアンテナコイル接続部を補強する薄板状の金属の補強板や布製のメッシュが、ＩＣモジュールの外部端子の裏側に設けられたＩＣチップの樹脂部を収納するために形成されたカード基体の凹部の下に埋設する構造にすることで、曲げ応力が加わった際に接触端子に荷重が集中しないようにすることで、ＩＣ破損による機能故障の低減を図っている。

しかしながら、このような構造では、アンテナコイル接続部を補強する薄板状の金属の補強板や布製のメッシュが埋設された側から、折り曲げる場合には、その効果を期待できるが、その逆側から折り曲げた場合には、十分な補強がなされていないので曲げ応力が加わった際に接触端子に荷重が集中し、ＩＣ破損による機能故障が発生しやすいという問題点があった。また、ＩＣカードは、薄型化が要求され、薄板状の金属の補強板や布製のメッシュが埋設する手法は、薄型化を進める上での制約になるという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたもので、その技術課題は、曲げ応力が加わった際に、接触端子に曲げ応力が加わりにくい構造で、ＩＣ破損による機能故障を低減した薄型の接触端子付きＩＣカードを提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、ＩＣカード基体と接触端子を有し、接触、又は接触及び非接触の機能を有するＩＣモジュールが前記ＩＣカード基体に設けられた埋設凹部に装着された接触端子付きＩＣカードにおいて、前記接触端子の外側に、前記ＩＣカードの基体より硬質な材料を埋設した接触端子付きＩＣカードである。

上記目的を達成するための第２の発明は、前記ＩＣカードの基体より硬質な材料は、金属からなり、リング状に埋設した接触端子付きＩＣカードである。

本発明によれば、ＩＣカード基体と接触端子を有し、接触、又は接触及び非接触の機能を有するＩＣモジュールがＩＣカード基体に設けられた埋設凹部に装着された接触端子付きＩＣカードにおいて、接触端子の外側にＩＣカードの基体より硬質な材料をリング状に埋設した接触端子付きＩＣカードにすることで、曲げ応力が加わった際に、カードの基体より硬質な材料をリング状にした補強材の部分の内側は、補強材により曲げにくい構造になり、カードの基体より硬質な材料をリング状にした補強材の部分の外側が曲がりやすい構造になる。そのために、ＩＣモジュール部分には接触端子に曲げ応力が集中しないので、ＩＣモジュールに応力がかかりにくい構造にでき、ＩＣ破損による機能故障を低減できる。なお、リング状にした補強材は、円形又は長方形又は正方形又は多角形の形状でリングを形成し、接触端子を囲む形状になっていれば、その効果を奏する。

また、接触端子の外側にリング状のカードの基体より硬質な材料を埋設した構造なので、ＩＣモジュールおよび接触端子の厚さを考慮してリング状のカードの基体より硬質な材料の厚さを決める必要がなくなり、ＩＣカードの基体の厚さまで必要な補強強度に応じて自由にその厚さを設計できるので、ＩＣモジュールおよび接触端子に補強板が積み重なった従来のＩＣカードの構造のような薄型化を進める上での制約になるという問題点を解決できる。

その結果、曲げ応力が加わった際に、接触端子に曲げ応力が加わりにくい構造で、ＩＣ破損による機能故障を低減した薄型の接触端子付きＩＣカードの提供が可能になる。

本発明を実施するための最良の形態に係る接触端子付きＩＣカードを以下に図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の接触端子付きＩＣカードの構造を示す平面図を示す。図２は、ＩＣカードの層構成と埋設凹部の関係を示す図である。図１に示すように、本発明を実施するための最良の形態に係る接触端子付きＩＣカード１は、その中央左側にＩＣモジュール４がカード基体３に嵌め込まれ、外部端子がカード表面に露出している。接触端子の外側に、ＩＣカードの基体より硬質な材料で構成した補強部材２は、ＩＣモジュールの接点すなわち外部端子基板より、若干大きなリング状の形状になっている。リング状にした補強部材２は、円形又は長方形又は正方形又は多角形の形状でリングを形成し、接触端子を囲む形状になっていればよい。なお、本発明の最良の形態では、接触端子の形状に合わせて長方形状にするのが好適である。

図２は、積層カードにＩＣモジュールを嵌め込んだ状態のＩＣモジュールのＡ−Ａ断面を示しているが、この積層カードはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ：Poly Vinyl Chloride）シートを３枚積層した積層カードである。ポリ塩化ビニルや、ポリ塩化ビニルとポリ酢酸ビニルの共重合体、非晶質のポリエステルが一般的に使用される。これらの材料が使用される理由は、単価が安く、しかも加工性に富んでいるためである。

積層カードの積層枚数は、接着剤を使用して積層することが多いので、積層枚数は少ないほうがコスト的に有利になる。３枚のシートの厚さは、それぞれ表裏の透明シートの場合は０．０５ｍｍ、表裏に印刷されたシートは０．１０ｍｍ、１枚のコアシートが０．２３ｍｍで、合計０．３３又は０．４３ｍｍになる。各シートの積層は熱圧力で行うが、接着剤を使用する場合は、熱可塑性の接着剤をそれぞれの接着面にコーティングし、１００〜１２０℃で加圧・加熱する。加熱時間は１０〜３０分、圧力は２〜３ＭＰａである。加圧・過熱により積層されたカード基体は、室温まで徐冷する。

室温まで徐冷したら、加圧装置から取り出し、抜き型によりカード状に打ち抜き、１枚のカードに仕上げられる。仕上がったカードは、印刷の検査、シグネチュアパネル貼付、ホログラム貼付などを行って次のＩＣカード工程に送られる。

次に、ＩＣカード化の最初の工程である接触端子を実装する凹部５のざぐり加工について説明する。ＩＣカードを、切削機にセットし特殊なバイトでカードの所定部分に凹部を形成する。まず、モジュールの基板を接着固定するための第１の凹部を切削によって加工する。この凹部の深さは、ＩＣモジュール基板４６（外部端子を構成するポリイミド、ガラスエポキシ等のフィルム、端子面の金属、例えば、銅、ニッケル、金、および、これら金属を接着している接着剤）に、更にこれらの基板を接着する接着剤の厚さを合計した厚さになる。

第２の凹部は、ＩＣチップ４５や、ボンディングワイヤを、割れや、断線から守るために行っている樹脂封止部４３を埋設するためのものである。樹脂封止の部分は、チップの厚さが薄くなっても、リーダライタと接続する接触端子４４と、チップの端子を接続するワイヤが、チップの端子からワイヤを立ち上げるときに盛り上がるので、この部分で封止した樹脂の厚さが厚くなり、凹部をその分深く設定する。第１の凹部と第２の凹部を合わせた凹部５の深さを除くと、凹部の下側にはカード基体厚さの約３０％の厚さに相当するスペースしか残らない。そのために、凹部５の下側の補強強度が不足し、凹部５の底の部分周辺に亀裂が入りやすい構造になる。

次に、ＩＣモジュール４２について説明する。上述したＩＣモジュール基板４６には、まずＩＣチップ４５の各端子と、接触端子４４の裏側に結線する金属ワイヤを通すための、５〜８個／モジュールの小さな穴を所定の位置に開ける。その上から銅の薄板を接着剤で張り合わせ、外部端子のパターンにエッチングした後、ニッケルめっき、金めっき等をを施す。

基板の裏側は、チップを接着する部分にやはり金属の薄板を形成し、その上にＩＣチップ４５を接着する。ＩＣチップの外側の面には集積回路が形成されていて、チップ面の各接続端子と、前述の接触端子４４（裏側）がアルミニウム、または、金製のワイヤでボンディングされる。ワイヤーボンディングが済んだら、ＩＣチップ、および、ワイヤを外部からの破壊から保護するためにその周辺を樹脂で封止する。そのために、型にセットして粉末または液状の樹脂を流し込み、固化する。

他の方法として、チップ、および、ワイヤの周囲にダムを形成して、ワイヤを埋没するまで樹脂を盛り込んで固化した樹脂封止部４３を形成する。このようにして作製したＩＣモジュール４２をＩＣカード用カード基体４１の凹部に、液状の又は、フィルム状の接着剤を塗布するか、セットしてＩＣモジュール４２とカード基体４１を接着する。

接触端子の外側に埋設するＩＣカード基体４１より硬質な材料で構成した補強部材２は、各シートを積層する前に、ＩＣカード基体４１の裏面側にある２枚目のシートの上に固定しておく。接着剤や粘着剤により、ＩＣモジュール４２の接点すなわち接触端子４４の基板より、若干大きなリング状の形状に形成したＩＣカードの基体より硬質な材料で構成した補強部材２を、正確な位置に配置して固定する。

図２に示すように、本発明の接触端子４４の外側に埋設するＩＣカード基体４１より硬質な材料で構成した補強部材２は、第１の凹部と第２の凹部を合わせた凹部５の外側の部分に埋設された構造になっている。ＩＣカードを接触端子４４がある側から折り曲げると、図３の従来例では、ＩＣカードの湾曲に追従するためＩＣモジュール４２と凹部５の接着部に応力が加わり、接触端子４４の剥がれや、ＩＣモジュール４２の内部のＩＣチップ４５の機械的破壊を引き起こし、この結果、ＩＣカード機能が故障する。

しかしながら、本発明では、接触端子４４の外側に埋設するＩＣカード基体４１より硬質な材料で構成した補強部材２が、ＩＣカード湾曲の追従に抵抗し、ＩＣモジュール４２と凹部５の接着部の応力を緩和するため、前述の接触端子４４の剥がれや、ＩＣモジュール４２の内部のＩＣチップ４５の機械的破壊などのＩＣカードの機能故障を飛躍的に改善でき、機械的強度に強いＩＣカードが得られた。

また、接触端子４４の外側にリング状のＩＣカード基体４１より硬質な材料で構成した補強部材２を埋設した構造なので、ＩＣモジュール４２および接触端子の厚さを考慮してリング状のＩＣカードの基体４１より硬質な材料の厚さを決める必要がなくなる。すなわち、従来の構造では、第１の凹部と第２の凹部を合わせた凹部５の下側にはカード基体厚さの約３０％の厚さしか補強材を導入できるスペースがないので、補強強度を確保するためにＩＣカードの厚さを更に厚くしなければいけないという制約があるのに対して、本発明の構造では、補強材の設置するスペースの制約がないので、ＩＣカード基体４１の厚さまで必要な補強強度に応じて自由にその厚さを設計できる。その結果、ＩＣモジュール４２および接触端子４４に補強板が積み重なった従来のＩＣカードの構造では薄型化を進める上での制約があるという問題点を解決できる。

以上に示したように、本発明により曲げ応力が加わった際に、接触端子に曲げ応力が加わりにくい構造で、ＩＣ破損による機能故障を低減した薄型の接触端子付きＩＣカードの提供が可能となる。

本発明の接触端子付きＩＣカードの構造を示す平面図。本発明のＩＣカードの層構成と埋設凹部の関係を示す断面図。従来の接触・非接触兼用ＩＣカードの例を示す断面図。図３のＩＣモジュール部分の埋設凹部の関係を示す断面図。

符号の説明

１ＩＣカード
２補強部材
３，２１，４１ＩＣカード基体
４，４２ＩＣモジュール
５凹部
２４アンテナコイル
３１応力の集中する部分
４２ＩＣモジュール
４３封止樹脂部
４４接触端子
４５ＩＣチップ
４６ＩＣモジュール基板
２１１，２１２コアシート
２１４裏面側透明オーバーシート
２１５表面側透明オーバーシート
２２１第１埋設凹部
２２２第２埋設凹部
２４１，２４２アンテナコイルの接続端子部

Claims

ＩＣカード基体と接触端子を有し、接触、又は接触及び非接触の機能を有するＩＣモジュールが前記ＩＣカード基体に設けられた埋設凹部に装着された接触端子付きＩＣカードにおいて、前記接触端子の外側に、前記ＩＣカードの基体より硬質な材料を埋設したことを特徴とする接触端子付きＩＣカード。
前記ＩＣカードの基体より硬質な材料は金属からなり、リング状に埋設したことを特徴とする請求項１記載の接触端子付きＩＣカード。