JP2008234686A - チップカード及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】集積回路のモジュールと誘導送信アンテナの信頼度が高く効率的な設置を容易にする。
【解決手段】モジュールの作成にあたってアンテナ接続用の領域を用意し、平面コイルを使ってアンテナを作り、アンテナの両端をモジュールの領域の上に溶着し、次に開口部付きプラスチック製プレート（３０）を製作し、その開口部の底部を粘着シート（３４）で閉じる。モジュールとアンテナをプレートに配置し、収納部の底部に粘着材で維持する。更にもう一枚のプラスチック製プレート（４０）を上記全体の上に加える。
【選択図】図１

Description

本発明はコイルアンテナ付き非接触型カード（チップカード）の製造に関するもので、特にカードに内蔵されたアンテナを使用して接触無しに機能することが可能なカードの製造に関するものである。この「非接触型カード」と言う名称の意味するところは、一つには、アンテナを介してのみ外部との通信が可能なカードということであるが、それのみでなく、特に、ある時はアンテナを介し、またある時は規格化された従来の接触を介して、外部と通信できる混合型のカードも含む。

上記カードの用途には、例えば、銀行取引、電話通信、身元照合作業、勘定単位の出金入金作業など様々な作業があるが、読み取り器にカードを挿入することによってや、または、送受信端末と同端末の作動区域に配置されたカードとの間の（原則として誘導タイプの）電磁気的連絡で離れて行える作業であれば、どんなものにでも使用できる。

非接触型カードの寸法は、接点を備えた従来型のチップカードと出来るだけ同一の規格化されたものであるべきである。混合型のカードは、特にそうでなければならないのは言うまでもないし、非接触でのみ機能するカードについても、そうであることが望ましい。

通常のＩＳＯ７８１０の規格によれば、カードの寸法は長さ８５ｍｍ、幅５４ｍｍ、そして厚みは０．７６ｍｍと定められている。接点はカードの表面の厳密に確定された位置に高さを揃えて置かれる。

これらの規格によって、製造上の厳しい制約が、課される。特にカードが非常に薄くなければならないというのが、その制約の中でも主要なものであるが、単に接点を備えているというだけのカードよりも厳しい制約が非接触型のカードには課されている。というのも、アンテナをカード内部に組み込むことを考慮しなければならないからである。

そこでの技術的問題としては、アンテナがカードのほとんど全表面を覆うので、カードに対してのアンテナの配置の問題、カードの電子的機能を確実にする（チップ及びその接点も含めた）集積回路のモジュールの配置の問題、それに、モジュールとアンテナの間の接続の精度と信頼性の問題があり、最後に機械的耐性、製造の精度と信頼性などの制約を考慮に入れなければならない。

特許文献１には、非接触ＩＣカードを構成する少なくとも２つの樹脂板において、少なくとも１つの樹脂板には非接触ＩＣモジュールを装着する為の凹部を形成しておき、かつ少なくとも１つの樹脂板には上記２つの樹脂板を超音波溶着するためのエネルギーダイレクタである突起を形成しておき、上記非接触ＩＣモジュールを上記凹部に装着し、超音波溶着により上記２つの樹脂板を一体化したものが記載されている。
特開平６−２８６３７６号公報

本発明の目的は、寸法の決定、製造の精度、機械的耐性、そして更に一般的に、カード製造の信頼性、コスト並びに収益の様々な制約に最善の解決を与えることを可能とする製造方法を提案することである。

第１ａに、
アンテナ・モジュールのセットを有するチップカードの製造方法であって、
アンテナ・モジュールのセットを平面状に巻かれた単線で形成し、ここでアンテナはモジュールの接続領域に固定された末端を有しており、
前記アンテナ・モジュールのセットを、モジュールを受けるための開口部を有する第１の平らなプラスチックプレート上に置き、ここで平面状に巻かれたアンテナは平らなプラスチックプレートの表面上に伸びており、
第２の平らなプラスチックプレートを第１のプラスチックプレートに連結し、アンテナ・モジュールのセットを内包させる工程を含む、チップカードの製造方法。
第２ａに、
第１のプラスチックプレートと第２のプラスチックプレート間に樹脂を有する、上記第１ａに記載のチップカードの製造方法。
第３ａに、
第１のプラスチックプレートの裏面に粘着シートを取り付ける、上記第１ａに記載のチップカードの製造方法。
第４ａに、
粘着シートを取り除く工程を更に含む、上記第３ａに記載のチップカードの製造方法。
第５ａに、
アンテナが平面状に巻かれた単線から形成されており、アンテナの末端が、アンテナ・モジュールのセットを形成するようにモジュールの接続領域に固定されている、アンテナ・モジュールのセットを有するチップカードであって、
第１の平らなプラスチックプレートがモジュールを受けるための開口部を有しており、平面状に巻かれたアンテナが第１の平らなプラスチックプレートの表面上に伸びており、第２の平らなプラスチックプレートが第１のプラスチックプレートに連結されアンテナ及びモジュールを内包する、チップカード。

そのために、本発明により提案されるチップカードの製造方法の主な特徴は、集積回路のモジュールと平面状コイル線製アンテナを製作し、アンテナの両端をモジュールの二つの接続領域の上に固定し、当該アンテナモジュールセットをモジュールの収納に使用可能な開口部を備えたプラスチックプレートに仮に固定し、更にもう一枚のプラスチックプレートを当該モジュールアンテナセットの上に置き、当該二枚のプレートを連結して当該アンテナとモジュールを内包することである。

望ましくは、上記アンテナモジュールセットの仮の固定は、第一のプレートの背面に粘着シートを貼り付け、上記モジュール収納用の開口部の内部の当該シートの粘着面に当該モジュールが圧着されることで行われる。同粘着シートは後で剥がされる。混合型カードの場合は、アクセス接点は、モジュール収納用開口部の底面に水平に位置するので、粘着シートを剥がす時に露出される。

この製造法は単純かつ安価で、チップモジュールとアンテナの接触の問題に、信頼に足り精度の高い解決を与えることができる。即ち、電気の接続は、プラスチックカードの内部にアンテナモジュールセットを配置する前に行われるということである。モジュールはカードの中に正確に配置されるし、アンテナも同様である。

モジュールを構成するための集積回路が配置された、金属部分付きプラスチックフィルムには実際上、特に二種類のものがあり得る。即ち、両面プリント回路フィルム又は絶縁プラスチックフィルムで被覆された金属グリッドであるが、実際には、両面プリント回路フィルムによる解決の方がずっと望ましい。というのも、両面プリント回路フィルムを使えば、アンテナの両端を接続用領域の上に真っ平らに固定できるのに、別の方法では、絶縁フィルムの開口部の中にアンテナの両端を固定せねばならず、これら開口部の周囲の絶縁フィルムの厚みが固定するのに邪魔になるからである。

両面プリント回路フィルムから製作したモジュールの場合には、チップは一方の側（フィルムの正面）に固定され、同じ側に位置する金属製接続領域に溶着されたワイヤで連結される。アンテナも同様に、同じ側の接続領域の上に溶着される。背面には（混合型カード用の）規格化された接点のフォーマットに裁断された金属部分があり、背面の外部接点とチップの入出力との間に必要な電気的接続を行うために、電導経路が正面と背面それぞれの金属部分の間に設置されている。

従来、チップは、モジュールをカードに挿入する前に、保護樹脂の中に浸漬されていた。

カードの二枚のプラスチック製プレートは熱圧延または冷間圧延で連結することができ、二枚のプレートの間に樹脂を介在させて、それらの間の結合剤とし、なおかつ、モジュールとアンテナを外部から絶縁するための密閉剤として役立たせることもできる。

実際上、本製造方法は下記の手順を含む。

−カード化可能な集積回路のモジュールを製作し、その集積回路モジュールは金属部分付きのプラスチックフィルムの上に組付けられた集積回路チップを内蔵しており、金属部分は一方でチップとの連絡が可能な接続領域を有し、もう一方ではアンテナとの連係用の二つの接続領域を有しており、後者の二つの接続領域の互いの距離は一定であって、その上、チップとの連係が可能な接続領域と電気的に連絡している。
−平面状コイルアンテナ線で、その両端が互いに一定のほとんど同じ距離に位置しているものを製作する。
−アンテナの両端を対応する二つの接続領域の上に固定する。
−アンテナモジュールのセットをプラスチック製プレートに接着し、そのプラスチック製プレートはモジュール収納用に使用可能な開口部を有し、当該アンテナモジュールのセットが下記の作業中、プレート上の適切な位置に維持されるようになっている。
−更にもう一枚のプラスチック製プレートを当該アンテナモジュールセットの上に配置する。
−アンテナとモジュールを内包して二枚のプレートを連結する。

第１ｂに、
集積回路のモジュールと平面状コイルアンテナを製作し、アンテナの両端をモジュールの二つの接続領域の上に固定し、アンテナモジュールセットをモジュール収納用に使用可能な開口部を備えたプラスチックプレートに仮に接着させ、もう一枚のプラスチックプレートを当該モジュールアンテナセットの上に置き、アンテナとモジュールを内包しながら二枚のプレートを連結することを特徴とするチップカードの製造方法。
第２ｂに、
上記アンテナモジュールセットの仮の接着は、第一のプレートの上に粘着シート（３４）を貼り付け、上記モジュール収納用の開口部（３２）の内部の当該粘着シートの粘着面に当該モジュールを圧着し、二枚のプレートの連結後に粘着シートが剥離されることを特徴とする、上記第１ｂに記載のチップカードの製造方法。
第３ｂに、
当該チップカードがアクセス接点（２１）を備えた混合型カードであり、モジュールは接点が上記開口部の底面に露出されるように同開口部に挿入されることを特徴とする、上記第１ｂまたは２ｂに記載のチップカードの製造方法。
第４ｂに、
モジュールは正面メッキと背面メッキのフィルムで作成され、アンテナ接続領域（２６，２７）は正面に位置し、当該アクセス接点（２１）は背面に位置することを特徴とする、上記第３ｂに記載のチップカードの製造方法。
第５ｂに、
チップ（２２）はモジュールがカードに挿入される前に保護樹脂（２８）に浸漬され、この保護樹脂はアンテナ用接続領域を覆わないことを特徴とする、上記第１ｂ〜４ｂのいずれか一つに記載のチップカードの製造方法。
第６ｂに、
二枚のプラスチックプレートが、熱圧延または冷間圧延で連結されることを特徴とする、上記第１ｂ〜５ｂのいずれか一つ記載のチップカードの製造方法。
第７ｂに、
気密性接着樹脂（５０）を第二のプレートの圧着前に上記アンテナモジュールセットの上に堆積させることを特徴とする、上記第１ｂ〜６ｂのいずれか一つに記載のチップカードの製造方法。
第８ｂに、
下記の作業を含むチップカードの製造方法：
−金属部分（２１，２５，２６，２７）付きのプラスチックフィルム（２０）の上に取り付けられた集積回路チップ（２２）を内蔵しており、金属部分は一方でチップとの連係が可能な接続領域（２３，２５）を有し、もう一方ではアンテナ（Ａ）との連係用の二つの接続領域（２６，２７）を有しており、後者の二つの接続領域の互いの距離は一定であって、その上、チップとの連係が可能な接続領域と電気的に連絡している、カード化可能な集積回路のモジュール（Ｍ）を製作する；
−その両端部（１２，１４）が互いに一定のほとんど同じ距離に位置している平面状コイルアンテナ線（Ａ）を製作する；
−アンテナの両端を対応する二つの接続領域（２６，２７）の上に固定する；
−当該アンテナモジュールのセットが下記の作業中、プレート上の適切な位置に維持されるためにアンテナモジュールのセットを、モジュール（Ｍ）収納用に使用可能な開口部（３２）を有し、プラスチック製プレート（３０）に、接着する；
−もう一枚のプラスチック製プレート（４０）をアンテナモジュールセットの上に据えつける；
−アンテナとモジュールを内包して二枚のプレートを連結する。
第９ｂに、
チップカードはアクセス接点（２１）を備えた混合型カードであることと、モジュールは接点が開口部の底面に露出されるように同開口部に挿入されることを特徴とする、上記第８ｂに記載のチップカードの製造方法。

本発明の他の特徴と利点は、以下の詳細な説明を下記添付図面を参照しつつ読むことで明らかになる。

−図１はチップカードに組み込み可能なフォーマット中に製作されるコイル状アンテナを示す。
−図２は、両面メッキ膜の上に製造したモジュールの正面図、背面図、そして断面図である。
−図３は、組み立て済みのアンテナモジュールセットを示す。
−図４は、粘着シート付きのカードのフォーマットでプラスチックプレートにアンテナモジュールセットを配置したところを示す。
−図５は、モジュールセットを被覆するために更にもう一枚のプラスチックプレートを配置したところを示す。
−図６は、完成したカードを示しており、粘着シートを取り除く段階であり、いつでも使用可能な状態になっているところを示す。

図１のアンテナＡは平面状に巻かれた単線１０であり、その線は、カード挿入作業中に全体の形状を平面に保ちつつアンテナ操作ができるだけの十分な固有硬度を有している。このアンテナは、誘導型電磁気接続によって遠隔通信が可能になるだけのインダクタンスを備えている。

この線は隣接するスパイラル間の接触を防止する絶縁体で被覆してもよい。いずれにしても、（いくつものスパイラルがある場合には）スパイラル同士が交わるなら絶縁体が用意される。しかし、集積回路への電気接続のために、線の両端は露出される。

アンテナの寸法は、電磁気的効率のために、チップカードの外形寸法に非常に近似しており、それがまた、カード内のアンテナの配置が厳密にされねばならないという理由の一つでもある。

アンテナの端部１２及び１４は互いに一定の距離Ｄで離間しており、できればスパイラルの内側に向かって旋回していることが望ましく、その結果、電子モジュールをスパイラルの内側に設置することが可能となり、その場合、当該アンテナの範囲は、それが浸漬されなければならないチップカードの範囲に最大限に近似している。

図２のモジュールＭは、絶縁フィルム２０、正面メッキ、背面メッキ、及び正面メッキを背面メッキに連結する電導性経路を含む。寸法の縮尺、特に厚みは、図を見やすくするため、実物の大きさに忠実ではない。

背面メッキはチップカード用に規格化されたフォーマットの接点２１に切り分けられる。これら接点は製造の最後にチップカードの表面に高さを揃えて置かれる。

チップ２２は正面メッキの中央領域２３の上に溶着され、溶着ワイヤ２４がチップを正面メッキの接続領域２５に繋ぐ（繋ぎ方には別の方法をとることも考えられる。例えば、チップが「フリップチップ」方式で反転されている場合には直接連結してもよい）。

二つの接続領域２６と２７はアンテナＡの両端の固定専用である。これらの領域は、チップのワイヤを受け入れるための接続領域２５と電気的に連絡している。実際は、領域２６と２７は二つの接続領域２５の延長部分を構成しており、これら延長部分は、チップが固定される中央領域とは十分な距離を取って離れている。チップ２２は保護樹脂の一滴２８で覆われているが、接続領域２６と２７は樹脂が被らないように中央領域からは十分に離れているのである。

接続領域２６と２７はフィルム２０の上に位置しているが、その互いの距離はアンテナ線Ａの両端の距離Ｄにほとんど対応しており、それは、これら両端を接続領域２６と２７の上に溶着するのを容易にするためである。

図３は、側面図で、アンテナ線の両端を接続領域２６と２７の上に溶着する作業をした後の、アンテナモジュールセットを示すものである。それはまた同時に、プラスチック製プレート３０を示している（このプレートは既にチップカードのフォーマットになっていても良く、または、後でそのフォーマットに裁断されることになっていても良い）。プラスチック材料は塩化ポリビニリデン（ＰＶＣ）でも他のプラスチック材料でもよい。

このプレートはチップカード本体の一部を構成する。それはモジュールＭの収納用に使用できる開口部３２を含み、この開口部はプレートの厚みを端から端まで貫通している。開口部の寸法は少なくともモジュールＭの寸法と等しい。できれば、これらの寸法はモジュールの寸法に合わせて調節できればよい。プレートのフォーマットに対する開口部の位置は、チップカードの接点の規格化された位置に対応している。

プレートの背面は粘着シート３４で覆われており、その粘着面がプレートに圧着されている。このシートが開口部３２を覆って、開口部３２によってカードの内部に形成された収納部のための底部をなす。この底部は粘着性である。

図４は、アンテナモジュールセットをプレート３０に配置したところを表しており、モジュールは開口部３２に挿入されており、シート３４に接着剤で接着されている。

収納部と接着剤は、引き続き機械的応力をもたらす作業中にも、アンテナモジュールセットの位置を厳密に維持する。この段階でのアンテナモジュールセットのコーティングには、位置保持機能を改善し結合剤の役目を果たしアンテナとモジュールを保護する密閉物にもなる厚みのある樹脂を使用してもよい。

（フォーマットが後で規定される場合は別として）チップカードのフォーマットで裁断されたもう一枚のプラスチック製プレート４０は、上記のように製作されたアンテナモジュールセットの上部の面、即ち粘着シートの側ではなくアンテナの側（図５）に圧着される。プラスチック材料は塩化ポリビニリデン（ＰＶＣ）でも他のプラスチック材料でもよい

プレートを連結することで、前記アンテナとモジュールを内包するために、熱圧延、または冷間圧延作業が行われる。冷間圧延のためには接着樹脂（その樹脂は上記のようなものでもよい）の挿入が必要である。

図５はこの段階でのチップカードを表し、アンテナモジュールセットのそれぞれの側にプレート３０と４０が設置され、結合樹脂５０が二枚のプレートの間にアンテナモジュールセットを浸漬している。

最後の作業（図６）で、粘着シート３４を剥がすと、チップカードから露出した接点２１が現れる。

上記の方法は、両面メッキフィルム製ではなく、必要とされる接点の形状に裁断され、チップの固定領域、チップワイヤのための接続領域、アンテナワイヤのための接続領域を露出するために裁断された絶縁フィルムで被覆されたグリッド製のモジュールの場合にも使用できる。しかしながら、絶縁フィルムの厚みのため、これらの接続領域の中にアンテナワイヤを溶着するのは、より難しくなるであろう。

チップカードに組み込み可能なフォーマット中に製作されるコイル状アンテナを示す図 両面メッキ膜の上に製造したモジュールの正面図、背面図、そして断面図である。 組み立て済みのアンテナモジュールセットを示す図 粘着シート付きのカードのフォーマットでプラスチックプレートにアンテナモジュールセットを配置したところを示す図 モジュールセットを被覆するために更にもう一枚のプラスチックプレートを配置したところを示す図 完成したカードを示す図

符号の説明

１０ 単線
１２ アンテナの端部
１４ アンテナの端部
２０ 絶縁フィルム
２１ アクセス接点
２２ 集積回路チップ
２３ 中央領域
２４ 溶着ワイヤ
２５ 接続領域
２６ 接続領域
２７ 接続領域
３０ プラスチック製プレート
３２ 開口部
３４ 粘着シート
４０ プラスチック製プレート
５０ 結合樹脂

Claims (5)

1. アンテナ・モジュールのセットを有するチップカードの製造方法であって、
   アンテナ・モジュールのセットを平面状に巻かれた単線で形成し、ここでアンテナはモジュールの接続領域に固定された末端を有しており、
   前記アンテナ・モジュールのセットを、モジュールを受けるための開口部を有する第１の平らなプラスチックプレート上に置き、ここで平面状に巻かれたアンテナは平らなプラスチックプレートの表面上に伸びており、
   第２の平らなプラスチックプレートを第１のプラスチックプレートに連結し、アンテナ・モジュールのセットを内包させる工程を含む、チップカードの製造方法。
2. 第１のプラスチックプレートと第２のプラスチックプレート間に樹脂を有する、上記第１に記載のチップカードの製造方法。
3. 第１のプラスチックプレートの裏面に粘着シートを取り付ける、上記第１に記載のチップカードの製造方法。
4. 粘着シートを取り除く工程を更に含む、上記第３に記載のチップカードの製造方法。
5. アンテナが平面状に巻かれた単線から形成されており、アンテナの末端が、アンテナ・モジュールのセットを形成するようにモジュールの接続領域に固定されている、アンテナ・モジュールのセットを有するチップカードであって、
   第１の平らなプラスチックプレートがモジュールを受けるための開口部を有しており、平面状に巻かれたアンテナが第１の平らなプラスチックプレートの表面上に伸びており、第２の平らなプラスチックプレートが第１のプラスチックプレートに連結されアンテナ及びモジュールを内包する、チップカード。

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