JP2007226736A - Icカード及びicカード製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ICチップ2a、アンテナ2bを有するICモジュールを含む部品が搭載され、接着剤6,7が充填されてなる非接触のICカード1において、ICチップ2aの近傍に放熱構造200を有している。ICチップ2a、アンテナ2bを有するICモジュールを含む部品が搭載され、接着剤6,7が充填されてなる非接触のICカード1を製造するICカード製造方法において、ICチップ2a、接着剤6,7に放熱構造200を隣接させ、ICモジュールを駆動し、ICモジュールが発生した発熱を放熱構造200より放熱し、隣接した接着剤6,7を軟化させ、軟化した接着剤6,7を平板201にてプレスする。
【選択図】図8
Description
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、耐久性を改善し、且つ表面性を高い次元で改善するICカード及びICカード製造方法を提供することを目的としている。
[ICカード用材料]
<基材>
この発明のICカード用のシート材の基材は、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン樹脂、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ4フッ化エチレン、エチレン−4フッ化エチレン共重合体、等のポリフッ化エチレン系樹脂、ナイロン6、ナイロン6.6等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ビニロン等のビニル重合体、生分解性脂肪族ポリエステル、 生分解性ポリカーボネート、生分解性ポリ乳酸 、生分解性ポリビニルアルコール、生分解性セルロースアセテート、生分解性ポリカプロラクトン等の生分解性樹脂、三酢酸セルロース、セロファン等のセルロース系樹脂、ポリメタアクリル酸メチル、ポリメタアクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、等のアクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリイミド等の合成樹脂シート、または上質紙、薄葉紙、グラシン紙、硫酸紙等の紙、金属箔等の単層体或いはこれら2層以上の積層体が挙げられる。この発明の支持体の厚みは30〜300μm、望ましくは50〜200μmである。
前記記載のICカード用の基材には必要に応じて、ICカードの材料構成に合わし、受像層、クッション層、筆記層、フォーマット印刷層などを設けることができる。なお、筆記層を設ける場合、受像層とは反対側のカード面に設けることが好ましい。
この発明における第1のシート材とはカード券面側に位置する部材を表すが、カード券面に位置する受像層、クッション層などを必要に応じて設けることができる。受像層とは、書誌情報及び識別情報を熱転写方式、インクジェット方式、電子写真方式等により形成することができる層のことを表す。
前記記載の基材上に下記記載の受像層などを設けて第1のシート材などを構成することができる。
<クッション層>
この発明には必要に応じて、印字性を良化させるためにクッション層を設けることができる。クッション層を構成する材質としては例えばウレタン樹脂、アクリル樹脂、エチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ブタジエンラバー、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−水素添加イソプレン−スチレンブロック共重合体、ポリブタジエン、特開2002−222403記載の光硬化型樹脂等を用いることができる。クッション層の厚さは通常、1〜50μm、好ましくは3〜30μmである。この発明でいうクッション層とは、ICカード用に作成した受像層と基材の間、筆記層と支持体の間のいずれの形態であればよく特に制限はなく、複数層合ってもかまわない。
[第2のシート材]
この発明における第2のシート材とはカード裏面側に位置する部材を表すが、カード裏面に位置する筆記層、クッション層などを必要に応じて設けることができる。
<筆記層>
前記記載の基材上に下記記載の受像層などを設け第2のシート材などを設けることができる。
[印刷層]
この発明においては、第1のシート材、第2のシート材上に印刷層を設けることができる。具体的には受像層上または筆記層上にフォーマット印刷からなる情報坦持体を設けることができる。情報坦持体は、第1のシート材と第2のシート材は貼り合わせる前後いずれかにフォーマット印刷または、情報記録を行ってもよく、オフセット印刷、グラビア印刷、シルク印刷、スクリーン印刷、凹版印刷、凸版印刷、インクジェット方式、昇華転写方式、電子写真方式、熱溶融方式等のいずれの方式によって形成することができる。特に限定はないが、この発明においては、オフセット印刷などで設けることが好ましい。
[ICモジュール材料]
<電子部品>
ICカードは、電子部品を有したICモジュールを備えている。電子部品とは、情報記録部材のことを示し、具体的には当該ICカードの利用者の情報を電気的に記憶するICチップ及びICチップに接続されたコイル状のアンテナである。ICチップはメモリのみやそれに加えてマイクロコンピューターなどである。場合により電子部品にコンデンサーを含んでもよい。この発明はこれに限定はされず、情報記録部材に必要な電子部品であれば特に限定はない。ICモジュールは電子部品を有し、場合によって支持体や筐体に実装された部品を指す。この発明では、電子部品の形態に特に制限はないが、ICチップをフェースダウンでアンテナに接続させるフリップチップ実装方式の電子部品において特に効果がある。
この発明で用いられることのできるICチップの大きさに制限はないが、機械的強度の点からICチップの厚さは、5μm以上120μm以下であることが好ましい。好ましくは、10μm〜120μm、より好ましくは20μm〜120μmである。120μm以上であるとICチップ自身の強度が低下し、点圧強度、衝撃性、曲げ性が劣化する。5μm以下であると現状の加工技術では、均一に薄膜化できず表面性が劣化するため、点圧強度、衝撃性、曲げ性が劣化する。
この発明では、ICチップの耐久性向上のためICチップに補強構造物を固定する。この発明の補強構造物は、機械的強度に優れることが好ましい。強度確保のため補強構造物を厚くするとカード厚みが厚くなり、表面印画性などが低下するため補強構造物は高強度の素材が好ましい。金属、セラミック、カーボンファイバー、ガラス繊維、アラミト゛繊維、高弾性樹脂などが上げられる。これらより選択される。1種または複数からなる複合材料でもよい。特にヤング率100GPa以上の素材が主構造に使用されているのが好ましい。厚みとしては、10〜300μm、好ましくは、20〜200μm、さらに好ましくは、30〜150μmがよい。補強構造物の形状としては、この発明の趣旨に反しない限り、適宜用いることができる。この発明では、補強構造物形状は、1つ以上あれば特に制限はない。この発明では、補強構造物を放熱構造と共用することが好ましい。補強構造物の表面積を大きくすることが好ましい。表面積を大きくするため、補強構造物の表面をブラスト処理等で粗面化することが更に好ましい。好ましくは、30mm2以上、500mm2以下、更に好ましくは50mm2以上、300mm2以下が好ましい。30mm2以下では放熱効果が少なく、500mm2以上では金属により非接触通信特性が劣化する。熱伝導率は20W/mK以上、500W/mK以下、好ましくは50W/mK以上、400W/mK以下が好ましい。特に熱伝導率の高い金属材料が好ましく選択される。
<アンテナ>
ICモジュールはアンテナとしてアンテナコイルを有するものであるが、アンテナパターンを有する場合、導電性ペースト印刷加工、或いは銅箔エッチング加工、巻線溶着加工等のいずれかの方法を用いてもよい。プリント基板としては、ポリエステル等の熱可塑性のフィルムが用いられ、更に耐熱性が要求される場合はポリイミドが有利である。通信性から場合により樹脂、絶縁層などで被覆していても良い。
<接着剤>
この発明の場合、取り扱いしやすさから好ましくは、熱、光などのトリガーにより架橋する材料であることが好ましい。具体的には熱硬化型、湿気硬化型、光硬化型などの樹脂材料であることが好ましい。特に硬化型の場合、硬化前の熱による変形がしやすい樹脂であることが、この発明では好ましい。硬化後に変形しやすい場合、市場での熱耐久性が低下してしまう。
<画像記録体の画像形成方法>
作成されたICカードに画像要素すなわち顔画像等の認証識別画像、属性情報画像、フォーマット印刷から選ばれる少なくとも1つを設けた発行済みICカードを、画像記録体と称する。顔画像等の認証識別画像、属性情報画像、フォーマット印刷から選ばれる少なくとも1つは、第1シート部材又は第2シート部材のいずれに設けてもよく、好ましくは第1シート部材側に設けることが好ましい。この発明では、画像記録を行なう際にカード表面の平滑性を向上させ、記録する画像記録体のカスレなどの品質低下を抑止させる。
[実施例]
以下、この発明を実施例に基づいてより詳細に説明するが、この発明はこれらの実施例により限定されるものではない。尚、以下において「部」は「重量部」を示す。
<ICモジュール1の作成>
図3に示すように、エッチングによりアルミアンテナパターンの形成された厚み38μmの透明PET支持体のPETシート2c1に、厚み50μm、3×3mm角のICチップ2aとアンテナ2bを電気的に接合し、接着剤2g(住友電工社製スミマックECR-8015TO)厚み20μmで固定し、次いでICチップ2aの回路面2a1と反対面2a2側に補強板接着剤210として、2液硬化型弾性エポキシ接着剤:(東邦化成工業株式会社製 ウルタイト1540セット)を用いた主剤と硬化剤を使用し、10μmの厚さになるようポッティングしその上にSUS301からなる厚み150μmの10×10mmの放熱フィンを有する角板状の放熱構造200を共用する補強板を用いて、ICチップ2aを封止するよう加圧プレスして接着させ、硬化密着させてICモジュール1を得た(表面積200mm2)。
<カード基材の作成>
下記作成の受像層を有する第1のシート材、筆記層を有する第2のシート材を作成方法で作成し、下記ICカード基材作成方法によりテストカード1を作成した。
<第1のシート材作成方法>
表シート材の基材として帝人デュポンフィルム株式会社製U2L98W−188μm、低熱収グレード上に下記組成の第1受像層形成用塗工液、第2受像層形成用塗工液をこの順に塗布乾燥して、それぞれの厚みが第1受像層2.5μm、第2受像層0.5μmになるように積層することにより受像層を形成した。
<受像層の形成>
〈第1受像層形成用塗工液〉
ポリビニルブチラール樹脂 6部
〔積水化学工業(株)製:エスレックBX−1〕
メチルエチルケトン 80部
酢酸ブチル 10部
〈第2受像層形成用塗工液〉
ポリエチレンワックス 2部
〔東邦化学工業(株)製:ハイテックE1000〕
ウレタン変性エチレンアクリル酸共重合体 8部
〔東邦化学工業(株)製:ハイテックS6254〕
メチルセルロース〔信越化学工業(株)製:SM15〕 0.1部
水 90部
(受像層へのフォーマット印刷層の形成)
受像層上に樹脂凸印刷法により、フォーマット印刷(従業員証、氏名)を行いフォーマット印刷済第1のシート材を作成した。印刷インキはUV墨インキを用いた。印刷時のUV照射条件は、高圧水銀灯で200mj相当であった。
<第2のシート材の作成方法>
裏シート材の基材として帝人デュポンフィルム株式会社製U2L98W−188μm低熱収グレード上に第1筆記層形成用塗工液、第2筆記層形成用塗工液及び第3筆記層形成用塗工液をこの順に塗布乾燥して、それぞれの厚みが第1筆記層から5μm、15μm、0.2μmになるように積層することにより筆記層を形成した。筆記層の塗布後の最表面のRaは、1.56μmであった。
〈第1筆記層形成用塗工液〉
ポリエステル樹脂〔東洋紡績(株)製:バイロン200〕 8部
イソシアネート 1部
〔日本ポリウレタン工業(株)製:コロネートHX〕
カーボンブラック 微量
二酸化チタン粒子〔石原産業(株)製:CR80〕 1部
メチルエチルケトン 80部
酢酸ブチル 10部
〈第2筆記層形成用塗工液〉
ポリエステル樹脂 4部
〔東洋紡績(株)製:バイロナールMD1200〕
シリカ 6部
二酸化チタン粒子〔石原産業(株)製:CR80〕 2部
水 90部
〈第3筆記層形成用塗工液〉
ポリアミド樹脂〔三和化学工業(株)製:サンマイド55〕 5部
メタノール 95部
(筆記層へのフォーマット印刷層の形成)
筆記層上に樹脂凸印刷法により、樹脂凸印刷(罫線、発行者名、発行者電話番号)を行いフォーマット印刷済第2のシート材1を作成した。印刷インキはUV墨インキを用いた。印刷時のUV照射条件は、高圧水銀灯で200mj相当であった。
<ICカード基材の製造方法>
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態としての画像記録体、その製造装置及びその製造方法について説明をする。
[ICカードの作成]
第1のシート材、第2のシート材を用い、図9のICカード作成装置によりICカードを作成した。
<ICカード基材作成方法1>
実施形態としての図9のICカード作成装置について説明をする。この発明のICカード作成装置は、長尺シート状で第2のシート材(裏シート)と、枚葉シート状で第1のシート材(表シート)とが供給部A、Bに配備される。接着剤溶解供給部Cにおいて積水化学工業株式会社製 湿気硬化型ホットメルト接着剤MK2013接着剤を窒素下120℃で溶融し、接着剤溶解供給部Cから接着剤供給部Dに供給し、この接着剤供給部DからTダイ塗布方式により第1のシート材に接着剤を供給し、第1のシート材の塗布部上にICチップ、補強構造体、アンテナ等から構成されるICモジュールをICモジュール供給部Eから配置され、シート搬送部材Fにより搬送される。
<ICカードへの書誌情報及び識別情報用の作成>
ついで下記記載の昇華型および溶融型感熱転写記録用インクシート1、表面保護層用転写箔1を用い、ICカード発行装置で書誌情報及び識別情報の記録を行い、ICカードを作成した。図11はICカード発行装置としてのカードプリンタであり、カードプリンタには、上方位置にカード基材供給部310及び情報記録部320が配置され、下方位置に、透明保護層及び/又は光学変化素子転写層付与部及び/又は樹脂層付与部370が配置され、この後更に透明保護層及び/又は光学変化素子転写層付与部及び/又は樹脂層付与部370が配置され、画像記録体としてICカードを作成する。
[昇華型感熱転写記録用インクシート作成1と記録方法]
裏面に融着防止加工した厚さ6μmのポリエチレンテレフタレートシートに下記組成のイエローインク層形成用塗工液、マゼンタインク層形成用塗工液、シアンインク層形成用塗工液を各々の厚みが1μmになる様に設け、イエロー、マゼンタ、シアンの3色のインクシートを得た。
〈イエローインク層形成用塗工液〉
イエロー染料
(三井東圧染料(株)製MSYellow) 3部
ポリビニルアセタール 5.5部
〔電気化学工業(株)製:デンカブチラールKY−24〕
ポリメチルメタアクリレート変性ポリスチレン 1部
〔東亜合成化学工業(株)製:レデダGP−200〕
ウレタン変性シリコンオイル 0.5部
〔大日精化工業(株)製:ダイアロマーSP−2105〕
メチルエチルケトン 70部
トルエン 20部
〈マゼンタインク層形成用塗工液〉
マゼンタ染料
(三井東圧染料(株)製 MS Magenta) 2部
ポリビニルアセタール 5.5部
〔電気化学工業(株)製:デンカブチラールKY−24〕
ポリメチルメタアクリレート変性ポリスチレン 2部
〔東亜合成化学工業(株)製:レデダGP−200〕
ウレタン変性シリコンオイル 0.5部
〔大日精化工業(株)製:ダイアロマーSP−2105〕
メチルエチルケトン 70部
トルエン 20部
〈シアンインク層形成用塗工液〉
シアン染料
(日本化薬(株)製 カヤセットブルー136) 3部
ポリビニルアセタール 5.6部
〔電気化学工業(株)製:デンカブチラールKY−24〕
ポリメチルメタアクリレート変性ポリスチレン 1部
〔東亜合成化学工業(株)製:レデダGP−200〕
ウレタン変性シリコンオイル 0.5部
〔大日精化工業(株)製:ダイアロマーSP−2105〕
メチルエチルケトン 70部
トルエン 20部
(溶融型感熱転写記録用のインクシートの作成(受像層面溶融印字用))
[溶融型感熱転写記録用インクシート作成1と記録方法]
裏面に融着防止加工した厚さ6μmのポリエチレンテレフタレートシートに下記組成のインク層形成用塗工液を厚みが2μmになるように塗布乾燥してインクシートを得た。
〈インク層形成用塗工液〉
カルナバワックス 1部
エチレン酢酸ビニル共重合体 1部
〔三井デュポンケミカル社製:EV40Y〕
カーボンブラック 3部
フェノール樹脂〔荒川化学工業(株)製:タマノル521〕 5部
メチルエチルケトン 90部
[カード表面保護転写箔の作成]
ついで下記記載の表面保護転写箔1を用い、ICカード発行装置でカードへの表面保護を実施した。
[表面保護層使用樹脂の合成]
窒素気流下の三ツ口フラスコに、メタアクリル酸メチル73部、スチレン15部、メタアクリル酸12部とエタノール500部、α、α′−アゾビスイソブチロニトリル3部を入れ、窒素気流中80℃のオイルバスで6時間反応させた。その後、トリエチルアンモニウムクロライド3部、グリシジルメタクリレート1.0部を加え、3時間反応させ目的のアクリル系共重合体の合成バインダー活性光線硬化層使用樹脂1を得た。
<表面保護転写箔1の作成>
(離型層形成塗工液) 膜厚0.2μm
ポリビニルアルコール(GL−05)
(日本合成化学(株)製) 10部
水 90部
離型層は、90℃/30secの乾燥条件により塗工を行った。
(活性光線硬化性化合物) 膜厚7.0μm
新中村化学社製 A−9300/新中村化学社製 EA−1020= 35/11.7 5部
反応開始剤
イルガキュア184日本チバガイギー社製 5部
活性光線硬化層使用樹脂1 48部
大日本インキ界面活性剤F−179 0.25部
トルエン 500部
塗布後の活性光線硬化性化合物は、90℃/30secで乾燥を行い、次いで水銀灯(300mJ/cm2)で光硬化を行った。
〈中間層形成塗工液〉 膜厚1.0μm
ポリビニルブチラール樹脂
〔積水化学(株)製:エスレックBX−1〕 3.5部
タフテックスM−1913(旭化成) 5部
硬化剤 ポリイソシアネート[コロネートHX 日本ポリウレタン製 1.5部
メチルエチルケトン 90部
塗布後硬化剤の硬化は、50℃、24時間で行った。
〈接着層形成塗工液〉 膜厚0.5μm
ウレタン変性エチレンエチルアクリレート共重合体
〔東邦化学工業(株)製:ハイテックS6254B〕 8部
ポリアクリル酸エステル共重合体
〔日本純薬(株)製:ジュリマーAT510〕 2部
水 45部
エタノール 45部
塗布後、70℃/30secで乾燥を行った。
「実施例2」
ICモジュール2とした以外は実施例1と同様にした。
<ICモジュール2の作成>
図4に示すように、厚み50μm、3×3mm角のICチップ2aに、SUS301からなる厚み150μmの5×5mmの放熱フィンを有する角板状の放熱構造200を共用する補強板(表面積50mm2)を、回路面2a1と反対面2a2側に2液硬化型弾性エポキシ接着剤:(東邦化成工業株式会社製 ウルタイト1540セット)を用いた主剤と硬化剤を使用し、10μmの厚さになるようし接着し、次いで銅線よりなる巻き線タイプのアンテナを形成しICチップ2aに形成したバンプ2dに接合した。ついで、ICモジュールをポリエチレンテレフタレート繊維からなる不織布シート2c2で両側より挟みICモジュールシートを作製しICモジュール2を得た。
「実施例3」
ICモジュール3とした以外は実施例1と同様にした。
<ICモジュール3の作成>
図5に示すように、ICチップ2aと補強板を密着させる補強板接着剤を、熱伝導性樹脂(住友ベークライト社製 スミコンTK200(熱伝導率20W/m・K))211を用いたい以外はICモジュール1と同様にしてICモジュール3を得た。
「実施例4」
ICモジュール4とした以外は実施例1と同様にした。
<ICモジュール4の作成>
図6に示すように、厚み38μmの透明PET支持体のPETシート2c1に設けたアルミ箔をエッチングによりアンテナパターンを形成するとともに、同時にICチップ2aを搭載する近傍を図6のような形状にアルミ箔をエッチングにより放熱構造機能を持つよう補強板の上面投影面積より大きい面積になるよう形成した。ついで、厚み50μm、3×3mm角のICチップ2aとアンテナ2bを電気的に接合し接着剤2g(住友電工社製スミマックECR-8015TO)厚み20μmで固定し、次いで、ICチップ2aの回路面2a1と反対面2a2側に補強板接着剤として、2液硬化型弾性エポキシ接着剤:(東邦化成工業株式会社製 ウルタイト1540セット)を用いた主剤と硬化剤を使用し、10μmの厚さになるようポッティングしその上にSUS301からなる厚み150μmの10×10mmの放熱フィンを有する角板状の放熱構造200を共用する補強板とICチップ2aを封止するよう加圧プレスし接着させ、硬化密着させてICモジュール4を得た。(表面積200mm2)
「実施例5」
ICモジュール5とした以外は実施例1と同様にした。
<ICモジュール5の作成>
図7に示すように、放熱構造200をアンテナパターンと同一のアルミ箔をエッチングにより、補強板の上面からの投影範囲と略同一の投影範囲でICチップ2aを挟み込むよう配した以外は、ICモジュール4と同様にし、ICモジュール5を得た。
「比較例」
ICモジュー6とした以外は実施例1と同様にした。
<ICモジュール6の作成>
図12に示すように、エッチングによりアルミアンテナパターンの形成された厚み38μmの透明PET支持体のPETシートに、SUSからなる4mm×4mmのリードフレーム上に厚み50μm、3×3mm角のICチップを接着剤(住友電工社製スミマックECR-8015TO)厚み20μmで固定し、次いでICチップの回路面と反対面側に封止樹脂として、エポキシ接着剤:(日立化成工業株式会社製 CEL-4630)を用い、リードフレームと合わせ、厚み250μmになるようにICチップを封止し硬化密着させた。さらに、リードフレームとアンテナを電気的に接合してICモジュール6を得た。
[評価方法]
<高磁界印加試験>
作成したICカードを50枚ずつ磁界強度10A/mで5分印加し、試験後のIC動作不良率を求め、耐熱性を評価した。
○・・・不良率5%以下1%以下より大きい
△・・・不良率10%以下1%より大きい
×・・・不良率10%より大きい
<印字性>
作成したカードを溶融型、昇華型感熱転写画像を印画し、かすれ具合を評価した。
○・・・一部濃度が低下する部分があるが判別できるレベルである
△・・・一部濃度が低下し判別できないレベルである
×・・・完全に色抜けする部分がある
2a ICチップ
2b アンテナ
2c 基材
6,7 接着剤
200 放熱構造
201 平板
Claims (4)
- ICチップ、アンテナを有するICモジュールを含む部品が搭載され、接着剤が充填されてなる非接触のICカードにおいて、
前記ICチップの近傍に放熱構造を有していることを特徴とするICカード。 - 前記放熱構造が金属、熱伝導性樹脂から選ばれ、前記ICチップの少なくとも回路面を除く面に隣接して設けることを特徴とする請求項1に記載のICカード。
- 前記放熱構造が金属、熱伝導性樹脂から選ばれ、前記ICチップの回路面側及び反対面側に隣接し、前記ICチップを挟み込んでいることを特徴とする請求項1に記載のICカード。
- ICチップ、アンテナを有するICモジュールを含む部品が搭載され、接着剤が充填されてなる非接触のICカードを製造するICカード製造方法において、
前記ICチップ、接着剤に放熱構造を隣接させ、前記ICモジュールを駆動し、
前記ICモジュールが発生した発熱を前記放熱構造より放熱し、隣接した前記接着剤を軟化させ、
軟化した前記接着剤を平板にてプレスすることを特徴とするICカード製造方法。
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