JP2010026982A - Ｉｃカード - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＣカードの製造にかかるコストを削減する。
【解決手段】インレット１０１は、外装シート３０１と外装シート３０２に挟み込まれた状態で封着される。外装シート３０１には、インレット１０１に実装されている補強板１１１と接着剤層１１２が嵌入される大きさと厚さを有する凹部が設けられている。同様に、外装シート３０２には、インレット１０１に実装されているＩＣチップ１１６などが嵌入される大きさと厚さを有する凹部が設けられている。外装シート３０１と外装シート３０２は、熱可塑性の材料で構成され、熱が加えられることで、インレット１０１を封止する。
【選択図】図７

Description

本発明はＩＣカードに関し、特に、製造にかかるコストを低減させることができるようにしたＩＣカードに関する。

近年、ＩＣ（integrated circuit）を備えるカードが普及している。そのようなカードは、例えば、非接触ＩＣカードなどと称され、非接触で他の装置と通信を行うことが可能とされている。非接触ＩＣカードは、例えば、鉄道の出改札などの交通系の用途に用いられたり、プリペイドカードや電子決済などの金融系の用途に用いられたりしている。また、商品管理などにも用いられたりし、その用途は広がりつつある。

そのようなＩＣカードの概略構成の一例を図１に示す。図１に示したＩＣカード１０は、所定の基板１１上に、ＩＣ１２が実装されたものを内部に含む。基板１１には、ＩＣ１２の他の部品も実装されるが、ここではそのような詳細な説明は省略する。

ＩＣカード１０は、基板１１とＩＣ１２を、接着剤層１３を介して一対の外装シート１４と外装シート１５で挟み込んで構成される。このように、ＩＣ１２は、所定の強度を有する外装シート１４と外装シート１５に挟まれ、外装シート１４と外装シート１５の間は接着剤層１３で充填されることで張り合わされ、ＩＣカード１０が構成される。（特許文献１参照）

図２は、ＩＣカードの概略構成の他の例を示す図である。図２に示したＩＣカード２０も、所定の基板２１にＩＤ２２が実装され、そのＩＣ２２が実装された基板２１が、外装シート２５と外装シート２６に挟み込まれた構成とされている。図２に示したＩＣカード２０は、図１に示したＩＣカード１０と異なり、接着剤の代わりに、内挿シート２３と内挿シート２４を介して、外装シート２５と外装シート２６が張り合わされている。

外装シート２５と内挿シート２３、内挿シート２３と内挿シート２４、および、内挿シート２４と外装シート２６は、熱により溶着されるように構成されている。また内挿シート２３と内挿シート２４には、それぞれ、ＩＣ２２などの基板２１上に実装された部品が収まるような窪みが設けられている。
特開２００７−２７２７４８号公報

図１に示したＩＣカード１０の構成では、接着剤層１３の厚さはＩＣ１２などより厚くする必要があった。接着剤層１３を構成する接着剤は、外装シート１４，１５よりもコストが高い。そのために、ＩＣカード１０自体のコストが高くなり、ＩＣカード１０自体のコスト削減が望まれていた。

図２に示したＩＣカード２０の構成では、外装シート２５，２６と、内挿シート２３，２４の４枚のシートが用いられていた。ＩＣカード２０のコストを削減するために、シートの数を削減することが望まれていた。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ＩＣカードの製造にかかるコストを削減することができるようにするものである。

本発明の一側面のＩＣカードは、一対の外装シートと、前記一対の外装シートで挟み込まれて封着されるＩＣチップとを備え、前記一対の外装シートのうちの一方の外装シートには、前記ＩＣチップが嵌入する凹部が備えられている。

前記一対の外装シートは、熱可塑性プラスチックシートで構成され、熱融着で前記ＩＣチップを封止するようにすることができる。

前記一対の外装シートのうちの他方の外装シートには、補強板が嵌入する凹部が備えられているようにすることができる。

前記一対の外装シートは、内装シートを介在して接着されるようにすることができる。

前記一対の外装シートの間には、接着剤層が設けられ、その接着剤層の接着剤により、前記一つの外装シートが接着されるようにすることができる。

本発明の一側面のＩＣカードは、ＩＣチップが収まる凹部が、外装シートに設けられ、その凹部にＩＣチップが嵌入された状態で、一対の外装シートで封着される。

本発明の一側面によれば、ＩＣカードの製造にかかるコストを削減することが可能となる。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図３は、本発明を適用したＩＣカードの一実施の形態の構成を示す図である。図３に示したＩＣカード１００は、インレット１０１を、接着剤層１０２を介して一対の外装シート１０３と外装シート１０４で挟み込んだ構成とされる。インレット１０１は、補強板１１１、接着剤層１１２、絶縁基板１１３、異方性導電膜１１４、突起電極１１５、ＩＣチップ１１６、接着剤層１１７、および補強板１１８から構成されている。

図４は、インレット１０１の要部の断面模式図であり、図５は、絶縁基板１１３上のアンテナの配置を示す図である。ＩＣチップ１１６は、絶縁基板１１３の表面に実装されたアンテナ回路１３１（図５）に電気的に接続されている。ＩＣチップ１１６の上面には接着剤層１１７を介して補強板１１８が接着されている。接着剤層１１７は、接着フィルムなどと称されるフィルムで構成することが可能である。

絶縁基板１１３の裏面には、ＩＣチップ１１６と対向する領域に接着剤層１１２を介して補強板１１１が接着されている。補強板１１１，１１８は、ＩＣチップ１１６を外的ストレスから保護するチップ補強構造を構成する。なお、補強板１１１，１１８は常に一対設けられる必要はなく、どちらか一方のみが設けられるような構成とすることも可能である。

絶縁基板１１３としては、高分子フィルムを使用することができる。具体的には、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂などの樹脂フィルムの中から適宜選択して利用することが可能であり、絶縁性であれば特に制限されることはない。

絶縁基板１１３に形成されるアンテナ回路１３１は、図５に示すように絶縁基板１１３の面内にループ状に巻回させたアンテナパターンで構成されている。アンテナ回路１３１は、導電性ペーストを印刷したものや、上記高分子フィルムとアルミ箔や銅箔等の金属箔とのラミネート基材を回路状にエッチングして形成される。

ＩＣチップ１１６とアンテナ回路１３１との接続方法としては、図４に示したように、ＩＣチップ１１６の能動面に形成された突起電極（バンプ）１１５とアンテナ回路１３１とを異方性導電膜（ＡＣＦ）１１４を介して、フリップチップ実装する方式を採用できる。異方性導電膜１１４は、熱硬化性の樹脂材料中に導電性粒子を分散させてなるものであり、加圧方向にのみ導電性を得ることができる機能性材料である。なお、これ以外の方法として、例えば、はんだ付けによってＩＣチップ１１６を実装することも可能である。

補強板１１１，１１８は、例えばステンレス製の金属板からなり、接着剤層１１２，１１７を介してＩＣチップ１１６の上面および絶縁基板１１３裏面のチップ対向領域に接着される。補強板１１１，１１８の大きさは特に限定されないが、図４に示したようにＩＣチップ１１６よりも大きな面積で構成されるのが好ましい。補強板１１１，１１８の平面形状は、円形や四角形などの形状が採用可能であるが、チップ形状に対応した四角形、例えば正方形状が好ましい。補強板１１１，１１８の板厚もまた特に限定されないが、板厚が大きいほどＩＣチップ１１６の補強機能を高めることができる。しかしながら、厚すぎるとカード化したときのカード表面の平坦度が損なわれ易くなるので、適切な厚さに設定されることが好ましい。

ここでは、補強板１１１，１１８を接着剤層１１２，１１７で接着するようにしている。接着剤層１１２，１１７は、例えば、熱硬化性の接着フィルムで構成される。接着フィルムで接着剤層１１２，１１７を構成することで、接着剤層１１２，１１７の厚さを一様にすることができ、接着前後において厚さの変動がほとんどない状態にすることが可能となる。

このように構成されるインレット１０１が、ＩＣカード１００の外装シート１０３と外装シート１０４との間に挟まれている。外装シート１０３と外装シート１０４は、接着剤層１０２の接着剤により張り合わされている。この接着剤層１０２の接着剤の量を削減するために、本実施の形態においては、図３に示すように、外装シート１０４に窪み部分を設ける。

図３を参照するに、外装シート１０４には、ＩＣチップ１１６が位置する位置に、凹部が設けられている。この凹部の大きさは、ＩＣチップ１１６の面積よりも大きな大きさとされる。上記したように、ＩＣチップ１１４の上側に設けられている補強板１１８の大きさはＩＣチップ１１６よりも大きな面積で構成されるのが好ましいため、この好ましい状態で構成した場合、外装シート１０４に設けられる凹部は、補強板１１８の面積よりも大きな大きさとされる。

このことについて、図５を参照するに、補強板１１８の幅の長さが幅Ｗ１’であり、奥行きの長さが幅Ｗ２’であった場合、外装シート１０４の凹部の幅の長さは幅Ｗ１’以上とされ、奥行きの長さは幅Ｗ２’以上とされる。図３に示すように、外装シート１０４の凹部の幅は、幅Ｗ１とされ、この幅Ｗ１の長さは、幅Ｗ１’以上である。また、図３には図示していないが、外装シート１０４の凹部の奥行きの幅は、幅Ｗ２とされ、この幅Ｗ２の長さは、幅Ｗ２’以上である。

次に、外装シート１０４の凹部の厚さ（深さ）について説明する。図４を参照するに、絶縁基板１１３の上側（ＩＣチップ１１６が実装されている面）より上の高さは、異方性導電膜１１４、突起電極１１５、ＩＣチップ１１６、接着剤層１１７、補強板１１８を積み重ねた厚さＤ１’に相当する。外装シート１０４の凹部の厚さ（深さ）は、この厚さＤ１’よりも大きな厚さ（深さ）を有する凹部とされる。よって、図３に示すように、外装シート１０４の凹部の深さは、厚さＤ１とされ、この厚さＤ１の大きさは、厚さＤ１’以上とされる。

このような大きさと厚さとすることで、ＩＣチップ１１６を含む部分が、外装シート１０４の凹部に嵌入されることになる。

このような大きさと厚さを有する凹部を、外装シート１０４に作成する場合、例えば、外装シート１０４から、幅Ｗ１、幅Ｗ２、および厚さＤ１を有する凹部を切り取る、または、予めそのようなシートを形成することにより、凹部を作成することができる。また、外装シート１０４に圧力や熱などを加えることで、幅Ｗ１、幅Ｗ２、および厚さＤ１を有する凹部が作成されるようにしても良い。

このように、ＩＣチップ１１６などを嵌入できる大きさの凹部を外装シート１０４に設けることで、図３に示したように、接着剤層１０２の厚さ薄くすることができ、接着剤の量を削減することが可能となる。

図１に示した従来のＩＣカード１０と、図３に示した本発明を適用したＩＣカード１００とを比較するに、ＩＣカード１０の厚さとＩＣカード１００の厚さは同じである。厚さが同じであっても、接着剤層１３と接着剤層１０２の厚さは異なり、ＩＣカード１００の接着剤層１０２の方が、ＩＣカード１０の接着剤層１３よりも薄い。その分、外装シート１０４は、外装シート１５よりも厚く構成される。

外装シートは、接着剤よりもコストがかからないため、外装シートが厚くなっても、接着剤が削減できることで、ＩＣカード１００を生産するのにかかるコストを削減することが可能となる。

外装シート１０３，１０４には、例えば、プラスチックシートを用いることが可能である。プラスチックシートとしては、例えば、ポリイミド、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル類、プロピレン等のポリオレフィン類、セルローストリアセテート、セルロースジアセテートなどのセルロース類、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン樹脂、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸メチル、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル酸エチル、ポリエチルメタクリレート、酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなどのビニル系樹脂、ポリカーボネート類などの単体、または混合物などを用いることができる。

また、外装シート１０３と外装シート１０４を接着する接着剤層１０２は、熱硬化性樹脂からなり、例えば２液性のエポキシ系接着剤を硬化させて形成される。２液性のエポキシ系接着剤は、一般的に、エポキシ基を含有する化合物（主剤）と、アミン類や酸無水物を含有する硬化剤を混ぜ合わせ、硬化反応によって接着する接着剤をいう。エポキシ基を含有する化合物には、ビスフェノールＡ型、水添ビスフェノールＡ型、ノボラック型、ビスフェノールＦ型、ブロム化エポキシ樹脂、環式脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルアミン系樹脂、グリシジルエステル系樹脂などがある。

一方、アミン類や酸無水物を含有する硬化剤には、脂肪族第１・第２アミン（トリエチレンテトラミン、ジプロピルトリアミン等）、脂肪族第３アミン（トリエタノールアミン、脂肪族第１・第２アミンとエポキシの反応生成物当）、脂肪族ポリアミン（ジエチレントリアミン、テトラエチレンペンタミン、ビス（ヘキサメチレン）トリアミン等）、芳香族アミン（メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルフォン等）、アミンアダクト（ポリアミンとエポキシ基との反応生成物等）、芳香族酸無水物（無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸等）、ジシアンジアミドおよびその誘導体、イミダゾール類等が挙げられる。内装シート２０１を構成する接着剤の硬化率は、例えば９２％以上９８％以内に調整される。

次に、他のＩＣカードの構成について説明する。図６は、本発明を適用したＩＣカードの他の実施の形態における構成例を示す図である。図６に示したＩＣカード２００も、図３に示したＩＣカード１００と同様に、インレット１０１を含む構成とされる。インレット１０１に関しては、図３乃至図５を参照して説明したので、同一の符号を付し、その説明は省略する。

ＩＣカード２００は、インレット１０１を、内装シート２０１を介して一対の外装シート２０２と外装シート２０３とで挟み込む構成とされる。外装シート２０３には、図３に示したＩＣカード１００の外装シート１０４と同様にＩＣチップ１１６等を嵌入するための凹部が設けられている。この凹部は、ＩＣカード１００の外装シート１０４と同様に、幅Ｗ１、幅Ｗ２、厚さＤ１の大きさと厚さを有する。

外装シート２０２と外装シート２０３は、ＩＣカード１００と同様に、プラスチックシートを用いることが可能であり、そのプラスチックシートを削ったり、圧力をかけたりすることで、凹部が作成される。外装シート２０２と外装シート２０３は、内装シート２０１を介在して接着される。

このように、ＩＣカード２００を構成すると、１対の外装シート２０２と外装シート２０３と、その外装シート同士を接着するための内装シート２０１の３層でＩＣカード２００を構成することが可能となる。この内装シート２０１は、図３に示したＩＣカード１００の接着剤層１０１と同様の接着剤を用いることが可能である。また、熱可塑性プラスチックシートを用い、熱融着させるような構成としても良い。

図２に示した従来のＩＣカード２０と、図６に示した本発明を適用したＩＣカード２００とを比較するに、ＩＣカード２０は、接着剤層２３、接着剤層２４、外装シート２５、外装シート２６の４層から構成されているのに対し、ＩＣカード２００は、内装シート２０１、外装シート２０２、外装シート２０３の３層から構成されている。このように、ＩＣカード２００は、ＩＣカード２０よりも、１層削減された構成とされている。このように、１層削減されることで、ＩＣカード２００のコストを削減できることは明らかである。

さらに、図７を参照し、ＩＣカードの他の構成例について説明する。図７に示したＩＣカード３００も、図３に示したＩＣカード１００と同様に、インレット１０１を含む構成とされる。インレット１０１に関しては、図３乃至図５を参照して説明したので、同一の符号を付し、その説明は省略する。

ＩＣカード３００は、インレット１０１を、一対の外装シート３０１と外装シート３０２とに挟み込む構成とされる。外装シート３０２には、図３に示したＩＣカード１００の外装シート１０４と同様にＩＣチップ１１６等を嵌入するための凹部が設けられている。この凹部は、ＩＣカード１００と同様に、幅Ｗ１、幅Ｗ２、厚さＤ１の大きさと厚さ有する。

また、外装シート３０１にも、凹部が設けられている。この外装シート３０１の凹部には、絶縁基板１１３のＩＣチップ１１６が実装されている面と対向する面に実装されている補強板１１１と接着剤層１１２が嵌入される。この外装シート３０１の凹部の大きさは、補強板１１１と補強板１１８の大きさが同一である場合、外装シート３０２と同等の大きさとされる。また、外装シート３０１の凹部の深さは、補強板１１１と接着剤層１１２の厚さと同等か、それ以上の大きさである厚さＤ２に設定される。

外装シート３０１と外装シート３０２は、熱可塑性プラスチックシートで構成され、熱融着させることでＩＣカード３００が生成される。すなわち、プラスチックシートの熱溶融層でインレット１０１が封止される。

外装シート３０１と外装シート３０２を構成する熱可塑性プラスチックシートの材料としては、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸とシクロヘキサンジメタノールとエチレングリコールとの共重合体（ＰＥＴ−Ｇ）、またはその共重合体とポリカーボネートとのアロイ、テレフタル酸とエチレングリコールとの共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリル酸メチル樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂などを用いることが可能である。

外装シート３０１と外装シート３０２には、上記したような大きさと厚みをを有する凹部がそれぞれ作成され、その外装シート３０１と外装シート３０２に挟み込まれるようにインレット１０１が封着される。封着される際、外装シート３０１と外装シート３０２に熱が加えられることで、外装シート３０１と外装シート３０２が一体化し、インレット１０１が封止される。

図２に示した従来のＩＣカード２０と、図７に示した本発明を適用したＩＣカード３００とを比較するに、ＩＣカード２０は、接着剤層２３、接着剤層２４、外装シート２５、外装シート２６の４層から構成されているのに対し、ＩＣカード３００は、外装シート３０１と外装シート３０２の２層から構成されている。このように、ＩＣカード３００は、ＩＣカード２０よりも、２層削減された構成とされている。このように、２層削減されることで、ＩＣカード３００のコストを削減できることは明らかである。また、ＩＣカード３００には、接着剤層がないので、接着剤を削減することができ、さらにコストを削減することが可能となる。

このように、本発明によれば、接着剤や、シートを削減することが可能となるので、ＩＣカードにかかるコストを削減することが可能となる。

なお、上述した実施の形態においては、アンテナ回路１３１が設けられているＩＣカードを例に挙げて説明したが、アンテナ回路１３１が設けられていないようなＩＣカードであっても、本発明を適用することは可能である。すなわち、アンテナ回路１３１を設けることで、他の装置と非接触に通信を行うことができる非接触ＩＣカードとすることができるが、接触して通信を行い、アンテナ回路１３１を必要としないＩＣカードであっても、本発明は適用できる。

なお、本発明の実施の形態は、上述した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において種々の変更が可能である。

従来のＩＣカードの一例の構成を示す図である。 従来のＩＣカードの一例の構成を示す図である。 本発明を適用したＩＣカードの一実施の形態の構成を示す図である。 インレットの構成について説明する図である。 インレットの構成について説明する図である。 本発明を適用したＩＣカードの他の構成を示す図である。 本発明を適用したＩＣカードのさらに他の構成を示す図である。

符号の説明

１００ ＩＣカード， １０１ インレット， １０２ 接着剤層， １０３，１０４ 外装シート， １１１ 補強板， １１２ 接着剤層， １１３ 絶縁基板， １１４ 異方性導電膜， １１５ 突起電極， １１６ ＩＣチップ， １１７ 接着剤層， １１８ 補強板， ２００ ＩＣカード， ２０１ 内装シート， ２０２，２０３ 外装シート， ３００ ＩＣカード， ３０１，３０２ 外装シート

Claims (5)

1. 一対の外装シートと、
   前記一対の外装シートで挟み込まれて封着されるＩＣチップと
   を備え、
   前記一対の外装シートのうちの一方の外装シートには、前記ＩＣチップが嵌入する凹部が備えられている
   ＩＣカード。
2. 前記一対の外装シートは、熱可塑性プラスチックシートで構成され、熱融着で前記ＩＣチップを封止する
   請求項１に記載のＩＣカード。
3. 前記一対の外装シートのうちの他方の外装シートには、補強板が嵌入する凹部が備えられている
   請求項１に記載のＩＣカード。
4. 前記一対の外装シートは、内装シートを介在して接着される
   請求項１に記載のＩＣカード。
5. 前記一対の外装シートの間には、接着剤層が設けられ、その接着剤層の接着剤により、前記一つの外装シートが接着される
   請求項１に記載のＩＣカード。

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