JP2007213383A

JP2007213383A - 情報記録媒体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2007213383A
Application number: JP2006033637A
Authority: JP
Inventors: Tadao Katahira; 忠夫片平; Hiroshi Ishikawa; 洋石川
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-08-23

Abstract

【課題】ＩＣチップと平面形状のアンテナを含む部品の両面に、シート状の基材を密着させた構造の情報記録媒体の信頼性を向上すること。
【解決手段】シート状の基材として、メタクリル酸の金属塩、アクリル酸の金属塩から選ばれる少なくともいずれかとエチレンからなる共重合体を含む第一の高分子材料と、ポリエステルなどの第二の高分子材料からなる二層シート１ａ、二層シート１ｂを用い、第一の高分子材料の層をＩＣチップ２とアンテナ３側に向けて配置して、熱融着を行う。これによってＩＣチップ２及びアンテナ３と基材との接着強度と基材間の界面の接着強度が向上し、信頼性を確保できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）、ＩＣカードに代表される、非接触でデータの読み出しや書き込みを行う情報記録媒体とその製造方法に関し、特に、ＩＣチップと送受信アンテナコイルからなるモジュールを具備した情報記録媒体とその製造方法に関する。

近年、電磁波を利用して外部装置との間における情報の書き込みや読み取りを行なう情報記録媒体が実用化されている。この情報記録媒体は、データの処理装置や記憶装置として機能するＩＣチップと信号の送受信を行なうアンテナコイルを基本要素とし、用途に応じてカードやシートの形状の基材に封止成形されて製品に仕上げられている。

この情報記録媒体は、偽造が困難であること、記録容量が大きいことなどの、従来の磁気カードでは得られない特長により、プリペイドカードなどの他に、商品管理システム、パスポート、運転免許証などの個人情報記録媒体、さらには、動物に取付けることによる生態学への応用など、想定できる用途は枚挙に遑がない。

このような情報記録媒体の代表的な構造は、平面形状に形成したアンテナと薄型に構成したＩＣチップを板状の基材に埋込んだものである。アンテナの具体的な形成方法としては、板状の基材の表面に、導電性ペーストを用いてアンテナパターンを印刷する方法、予めアンテナパターンに打ち抜いた導体箔を貼り付ける方法、選択的にメッキを施す方法などがある。

コストや機械的強度などを考慮して、ポリエステル、硬質塩化ビニルなどが基材の材質に用いられる。情報記録媒体の製造では、基材材料と金属との接着性が問題になる。つまり、基材材料は、元々接着性に乏しく、製造工程で、基材材料の表面に形成したアンテナの剥離が生じやすいという問題点があった。

ＩＣチップ、アンテナと基材の間にホットメルト接着剤などの層を介在させる構造が、剥離が生じやすい問題の解決方法として提案されている。特許文献１には、このような例として、ＩＣチップとアンテナを不織布で挟み、基材との間にホットメルト接着剤層を介在させた構造のＩＣカードが開示されている。

しかしながら、ここに開示されている技術では、ＩＣチップとアンテナの両面に、不織布、ホットメルト接着剤層、基材の３層を順に設ける構造で、製造コストを押し上げる要因になる。また、ホットメルト接着剤だけを介在させる構造も提案されているが、基材表面にホットメルト接着剤層を積層して用いるのが一般的なので、ホットメルト層の厚さをある程度以上確保しないと、安定した積層構造が得られないという問題点があった。また、ホットメルト接着剤層と基材表面の界面の接着強度が、積層方法に依存するので、ホットメルト層を設ける利点を発現できないという問題点があった。

特開２０００−２５１０４２号公報

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、ＩＣチップと平面形状のアンテナとを含む部品の両面に、シート状の基材を密着させた構造の信頼性の向上した情報記録媒体およびその製造方法を提供することである。

本発明者らは、前記の問題点を解決するため、部品の両面と基材に介在させる層の形成方法と材質を検討した結果、ポリエステルを代表とする基材用の材料と、メタクリル酸の金属塩、アクリル酸の金属塩から選ばれる少なくともいずれかとエチレンからなる共重合体とを同時押出して得られる二層シートが極めて有用であることを見出し、本発明をなすに至ったものである。

即ち、本発明は、ＩＣチップと平面形状のアンテナを有するモジュールの両面に、２枚の高分子材料のシートを配置した構造の情報記録媒体において、前記高分子材料のシートの少なくともいずれか一方は、エチレンを含む共重合体からなる第一の高分子材料と前記第一の高分子材料よりも軟化点の高い第二の高分子材料とを積層してなる二層シートで、前記第一の高分子材料の層と前記第二の高分子材料の層とが互いに密着する前記第一の高分子材料の層側にある面に前記モジュールを配置した情報記録媒体である。

また、本発明は、前記二層シートが、前記第一の高分子材料と前記第二の高分子材料の同時押出によって得られる二層シートであり、好ましくは、前記第一の高分子材料が、メタクリル酸の金属塩、アクリル酸の金属塩から選ばれる少なくともいずれかとエチレンからなる共重合体を含み、前記第二高分子材料が、ポリエステルであることを特徴とする前記の情報記録媒体である。

また、本発明は、ＩＣチップと平面形状のアンテナを有するモジュールの両面に、２枚の高分子材料のシートを配置し、前記２枚の高分子材料シートの対向面を密着させる工程を有する情報記録媒体の製造方法において、前記高分子材料のシートの少なくともいずれか一方は、エチレンを含む共重合体からなる第一の高分子材料と、前記第一の高分子材料よりも軟化点の高い第二の高分子材料とを積層してなる二層シートで、前記第一の高分子材料の層と前記第二の高分子材料の層とが互いに密着する前記第一の高分子材料の層側にある面に前記モジュールを配置する工程を含んでなる情報記録媒体の製造方法である。

また、本発明は、前記二層シートが、前記第一の高分子材料と前記第二の高分子材料の同時押出によって得られる二層シートであり、好ましくは、前記第一の高分子材料が、メタクリル酸の金属塩、アクリル酸の金属塩から選ばれる少なくともいずれかとエチレンからなる共重合体を含み、前記第二高分子材料が、ポリエステルであることを特徴とする前記の情報記録媒体の製造方法である。

本発明においては、２種類の高分子材料を同時に押出成形して得られる二層シートを用いるが、このような方法で得られる二層シートは、押出成形直後の熱可塑性を具備した状態で、延伸することが可能なので、２種類の高分子材料からなるシートを別個に成形した後に積層する場合よりも、個々の層を薄くすることができる。また、同時押出では個々の層の界面に、いわゆるアンカー効果を付与できるので、二層が一体化し、積層法で得られるシートよりも、界面の接着強度が大きいのが特長である。

また、第一の高分子材料、即ち接着層としては、各種のホットメルト系の熱可塑性高分子材料を用いることができる。具体的には、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体などが挙げられ、金属との接着強度が大きいことから、化１に示す高分子材料が好適に用いられる。なお、化１には、便宜的に、エチレン、メタクリル酸の金属塩、アクリル酸の金属塩の、３種類のモノマーからなる共重合体を示したが、エチレン、メタクリル酸の金属塩またはアクリル酸の金属塩のいずれか一方を共重合した共重合体であってもよい。

このような構成の二層シートを用いることで、内蔵されるＩＣチップやアンテナなどの部品と基材との間が極めて強固に接着し、基材自体の界面剥離が極めて少ない情報記録媒体とその製造方法を提供することができる。また、接着層と部品との接着性が大きいので、平面形状アンテナの形成方法に対する制約が減少し、金属箔の打ち抜き、導電性ペーストを用いた印刷などを用いることができる。

次に、具体的な例を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。

まず、二層シートの成形方法について説明する。２セットのスクリュー／シリンダーを取付けたＴダイを用い、ポリエチレンテレフタレートとエチレン−アクリル酸亜鉛共重合体の同時押出を行った。押出直後のシートに延伸加工を施し、エチレン−アクリル酸亜鉛共重合体、即ち第一の高分子材料の層の厚さが、約５０μｍ、ポリエチレンテレフタレート、即ち第二の高分子材料の層の厚さが、約３５０μｍで、合計厚さが約４００μｍの二層シートを得た。

次に、前記二層シートの第一の高分子材料層側に、厚さ約５０μｍの銅箔を用いて渦巻き状アンテナを形成し、同じく第一の高分子材料層側に載置したＩＣチップに接続した。図１は、二層シート表面にＩＣチップとアンテナを有するモジュールを形成した状態を示す図で、１ａ，1ｂは、二層シート、２はＩＣチップ、３はアンテナである。なお、銅箔の幅は１．５ｍｍで、アンテナ３の外形寸法は約５０ｍｍ×３６ｍｍである。

このアンテナ３の表面に、温度を１５０℃に保持した加圧板を、１００ｋＰａの圧力で当接し、アンテナ３と二層シート１ｂの第一の高分子材料層を熱融着により密着させた。引き続き、アンテナ３と二層シート１ｂの接着性を評価するために、引張試験機を用いて９０°剥離テストを行い、アンテナの接着強度を評価した。

次に、二層シート１ａを、第一の高分子材料層をアンテナ側に向けた状態で、二層シート１ｂに密着させ、温度が１５０℃、圧力が１００ｋＰａという条件で熱プレスを行い、二層シート１ａ，二層シート１ｂの熱融着させ、本発明の情報記録媒体を得た。これについては、引張試験機を用いて、１８０°剥離テストを行い、基板界面の接着強度を評価した。

ちなみに、ここで用いたポリエチレンテレフタレートの軟化温度は約２６０℃、エチレン−アクリル酸亜鉛共重合体の軟化温度は約８０℃であり、前記の熱融着工程で、ポリエチレンテレフタレートの方は、温度上昇による軟化や、それに伴う変形はまったく生じない。

また比較のために、ポリエチレンテレフタレートのみの、厚さが約４００μｍの単層シートと、厚さが３００μｍのポリエチレンテレフタレートのシートと、厚さが１００μｍのエチレン−アクリル酸亜鉛共重合体のシートとを、加熱ロールを用いて貼り合わせた積層シートを用い、前記と同様に情報記録媒体の作製と評価を行った。これらの結果をまとめて表１に示した。

表１に示した結果から明らかなように、前記の二層シートを用いた場合では、それぞれアンテナと基板の端部における、引張試験機のチャッキング治具で挟んだ部分で破断が起こり、正確な接着強度を把握できない状態であった。つまり、実用上十分な接着強度を具備していることが明らかである。これに対し、単層シートを用いた場合は、アンテナが手で簡単に剥離できる状態なので、信頼性の点で問題がある。

以上に説明したように、本発明によれば、アンテナその他の部品や部材の接着強度が実用上十分な数値を示す情報記録媒体とその製造方法を提供できる。したがって、ＩＣ及びデータの読み書き用アンテナを内蔵した構成を有する製品の、信頼性向上やコスト低減について、本発明の資するところは極めて大きく、工業上有益である。

なお、本発明は、前記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれる。即ち、当業者であればなし得るであろう各種変形、修正が本発明に含まれることは勿論である。

二層シート表面にＩＣチップとアンテナを有するモジュールを形成した状態を示す図。

符号の説明

１ａ，１ｂ二層シート
２ＩＣチップ
３アンテナ

Claims

ＩＣチップと平面形状のアンテナとを有するモジュールの両面に、２枚の高分子材料のシートを配置した構造の情報記録媒体において、前記高分子材料のシートの少なくともいずれか一方は、エチレンを含む共重合体からなる第一の高分子材料と前記第一の高分子材料よりも軟化点の高い第二の高分子材料とを積層してなる二層シートで、前記第一の高分子材料の層と前記第二の高分子材料の層とが互いに密着する前記第一の高分子材料の層側にある面に前記モジュールを配置したことを特徴とする情報記録媒体。
前記二層シートは、前記第一の高分子材料と前記第二の高分子材料とを同時に押出成形し、熱可塑性を具備した状態で延伸させて得られる二層シートであることを特徴とする請求項１記載の情報記録媒体。
前記第一の高分子材料は、メタクリル酸の金属塩、アクリル酸の金属塩から選ばれる少なくともいずれかとエチレンからなる共重合体を含み、前記第二の高分子材料はポリエステルであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の情報記録媒体。
ＩＣチップと平面形状のアンテナとを有するモジュールの両面に、２枚の高分子材料のシートを配置し、２枚の高分子材料シートの対向面を密着させる工程を含んでなる情報記録媒体の製造方法において、前記高分子材料のシートの少なくともいずれか一方は、エチレンを含む共重合体からなる第一の高分子材料と前記第一の高分子材料よりも軟化点の高い第二の高分子材料とを積層してなる二層シートで、前記第一の高分子材料の層と前記第二の高分子材料の層とが互いに密着する前記第一の高分子材料の層側にある面に前記モジュールを配置する工程を含んでなることを特徴とする情報記録媒体の製造方法。
前記二層シートは、前記第一の高分子材料と前記第二の高分子材料とを同時に押出成形し、熱可塑性を具備した状態で延伸させて二層シートを作製する工程を含んでなることを特徴とする請求項４記載の情報記録媒体の製造方法。
前記第一の高分子材料は、メタクリル酸の金属塩、アクリル酸の金属塩から選ばれる少なくともいずれかとエチレンからなる共重合体を含み、前記第二高分子材料はポリエステルであることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の情報記録媒体の製造方法。