JP2011085973A - 非接触ｉｃカードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多層構造のシートを打ち抜いてＩＣカード等を製造する際に、打ち抜き後の断面の外観が良好で、プレス装置の金型研磨回数を減少させ、且つバリ（縦バリ）の発生のない打ち抜き方法を提供すること。
【解決手段】少なくとも、インレットと複数のシートからなる多層構成の多面付シートを、個片に打ち抜いて非接触ＩＣカードを製造するに際し、予め多面付けシートを加熱し温度を上げた状態で打ち抜くことを特徴とする非接触ＩＣカードの製造方法であって、前記多面付けシートの表面と裏面がＰＥＴまたはＰＥＴＧである場合、打ち抜く温度を３０℃以上４５℃以下に設定することを特徴とする非接触ＩＣカードの製造方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、非接触ＩＣカードに係わり、特には、上下の金型を使用して多面付けの多層シートを打ち抜いて個片化する際の打ち抜き条件に関する。

ＩＣカードは、ＩＣチップを備えたインレットをクレジットカードサイズの樹脂シート内部に挟み込み表面に文字情報等を印刷したものである（図１参照）。製造方法としては、長尺あるいは枚葉方式で複数の樹脂フィルムあるいは樹脂シートを積層して熱ラミネートにより一体化した後、個片に断裁して製造する。

すなわち、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＩ等から選ばれた絶縁性のシートに銅、アルミニウム等でアンテナコイルを形成し、ＩＣチップを搭載したインレット３と開口部にＩＣチップ６を収容できるように加工したコアシート５を電気的接続を取った上で積層する。その両側に更に別のコアシート２，７と表面シート１，８を順次積層していく。層間には例えば熱可塑性の接着層を塗布しておくことにより、積層シートを加熱しながら圧着することにより多層の積層シート（以下、単に多層シートと記す）をロール状あるいは枚葉状に形成する。

この多層シートには、複数のＩＣカードが周期的に多面付けされているので所定の大きさに断裁する必要がある。そのため上下に金型を備えるプレス装置を使用して多層シートを打ち抜いて個片化する。シート材料を打ち抜き加工または切断加工などの塑性加工を施すと、加工断面にバリ（縦バリ）が生じたり、加工粉塵が飛散するので、精密部品製造やクリーンルーム内での作業では、バリ（縦バリ）の処理や防塵対策のための特別な設備が必要で、設備コストがかさむという問題がある。
さらに金型の定期的な研磨も必要で、そのための生産性の低下も無視できないという問題がある。

この対策として、上型と下型の両方に互いに対向した切断刃である対向切断部を設け、上型と下型の各対向切断部が接触しない近接対抗状態で、上型を停止させるようにして切断し、さらに切断直後に被加工物の切断面を加熱して、表面を溶融する機能を備える特殊なプレス装置が開発されている（特許文献１参照）。

このプレス装置は、硬い材料や脆い材料、割れやすい材料でも、上型と下型の対向する切断部により表裏から切込みが入りつつ切断されていくので、割れの周囲への広がりが防がれて精密なプレス加工ができ、さらに加熱手段により被加工物切断面を加熱し、表面をわずかに溶融することにより、加工時のバリ（縦バリ）の除去や粉塵の発生を抑止できるとされている。

特開２００６−３４１２７７号公報

上記に記載したように、従来方法は、切断時に発生したバリ（縦バリ）を、切断後に加熱装置で溶融させて切断面から除去するもので、バリ（縦バリ）の発生を未然に防止するものではない。そのため、対向する切断刃が接触する直前で止める工夫等プレス装置が複
雑で高価なものになるという問題があった。
更に、軟化温度の異なる材料を積層した多層シートに対しては、加熱条件の設定が困難で切断面の外観が単層シートの打ち抜きに比べて悪化するという問題があった。
そこで本発明は、多層構造のシートを打ち抜いてＩＣカード等を製造する際に、打ち抜き後の断面の外観が良好で、プレス装置の金型研磨回数を減少させ、且つバリ（縦バリ）の発生のない打ち抜きができる非接触ＩＣカードの製造方法を提供することを課題とした。

上記課題を達成するための請求項１に記載の発明は、少なくとも、インレットと複数のシートからなる多層構成の多面付シートを、個片に打ち抜いて非接触ＩＣカードを製造するに際し、予め多面付けシートを加熱し温度を上げた状態で打ち抜くことを特徴とする非接触ＩＣカードの製造方法としたものである。

かかる条件では、切断に伴う縦バリ（縦バリ）の発生が抑止される。

請求項２に記載の発明は、前記加熱手段を赤外線ヒータとしたことを特徴とする請求項１記載の非接触ICカードの製造方法としたものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１において加熱温度をガラス転移点以下の温度としたことを特徴とする請求項１記載の非接触ICカードの製造方法としたものである。

ガラス転移温度を考慮したかかる温度範囲であると、打ち抜き前後のカード寸法変化が少ない。

請求項４に記載の発明は、前記多面付けシートの表面と裏面がＰＥＴまたはＰＥＴＧである場合、打ち抜く温度を３０℃以上４５℃以下に設定することを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカードの製造方法としたものである。

本発明によると、通常のプレス装置を使用した多層構成でなる多面付けの非接触ＩＣカードの打ち抜き工程において、多面付けシートを予め加熱してシートの温度を上げた状態で打ち抜くと、切断面のバリ（縦バリ）の発生が抑止され、温度範囲を選べばカードの寸法安定性が阻害されることがない。
また、カードの打ち抜き断面のバリ（縦バリ）がなくなることで、後工程でのカード同士のこすれによるキズを軽減することができる。
さらにまた、打ち抜き用金型の研磨回数が減る結果、調整に要する時間の大幅な削減が可能となり、生産性が向上する。

非接触ＩＣカードの構成を説明する断面視の図である。 打ち抜きの手順を説明する工程図である。 ラミネート装置の構成を説明する断面視の図である。

本発明の係わる非接触ＩＣカードの構成の一例を図1に示した。図の上から説明すると、表面シート１は厚み１３０μｍ程度のＰＥＴフィルムである。その下の第一のコアシート２は厚さ１７０μｍ程度のＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ等から適宜選択して使用される絶縁樹脂シートである。

インレット３は、ＰＥＴ，ＰＥＮ，ＰＩ等の絶縁性シート上にＩＣチップ６、それを封
止するとともにＩＣチップ６の物理強度を補強するためのステンレス等の金属補強板（図示せず）、銅、アルミニウム等で形成されたアンテナ（図示せず）を備えたものである。ＩＣチップ６はインレット３からわずかに突出するので、突出部分は第２のコアシートに予め形成してある開口部（図１の縦線部分）に収容されるようになっている。また、アンテナパターンとＩＣチップの接続は、ＩＣチップの入出力パッドに形成された接続用バンプとアンテナ接続ランドとを異方導電性フィルムもしくは異方導電性ペーストを介して接続される。

スペーサシート４はインレット３とコアシート２，５のサイズの差、隙間を埋めるものであるが、厚さ５０μｍ程度のＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ等の絶縁樹脂シートである。第２のコアシート５及び第３のコアシート７は、それぞれ厚み２４０μｍ、８０μｍ程度のＰＥＴ−Ｇ、ＰＶＣ等の絶縁樹脂シートである。裏面シート８は、ＰＥＴを主とする厚さ１５０μｍ程度のシートからなっている。

図１で示す非接触ＩＣカードは、通常ロール状のインレットに同じくロール状の上記材質のフィルムを順次積層して行き、最終的に熱ラミネートするロールツーロール方式で多面付けにて製造するか、又は枚葉状のシートを順次に積層した多層シートをさらに多段に積み重ねる多段多層の熱ラミネート方式のいずれかで製造する。後者のラミネート装置の一例を図3に示した。ラミネートされるシートは、概ね３００ｍｍ×３５０ｍｍ程度の大きさで、非接触ＩＣカードが１５枚程度採れるものである。

ラミネート装置は、３段構成になっており、それぞれの段は熱板１０に挟まれ、熱板に挟まれた各段には、ＳＵＳ板１２に挟まれた枚葉の多層シートが３組置かれているような装置である。

インレット３と複数のコアシートとを積層し熱成型した後のカードの総厚は、０．６８〜０．８３ｍｍの範囲に収まるようにする。但し、層構成は記載したものに限定されず用途、機能により別の構成を採用することも可能である。

このような複数のシート基材からなる枚葉状多層シートを熱ラミネート装置を用いて一体化にしてから、打ち抜き装置を用いて枚葉状シートをカードサイズに分離個片化する。特に、個片に打ち抜く際、切断面の最表層の表面と裏面シートに打ち抜き方向に突出する縦バリ（縦バリ）が生じることがあり、金型刃先の研磨、あるいは打ち抜きスピード等の加工条件の微調整により対応していた。

本発明では、打ち抜き装置の中に多層シートを加熱する加熱処理部を設ける形態とし、断裁時点で多層シートの温度上昇を図った上で打ち抜くものである。

その工程図を図２に示した。カードを構成するシートにおいては、常温でのせん断弾性率に比べ、冷却すると、せん断弾性率は高くなり、加熱すると低くなる傾向がある。つまり、加温することによりせん断加工が容易となるのでバリ（縦バリ）の発生がしにくくなる。但し、プラスチック材料の場合は、ガラス転移点が存在し、ガラス転移点以上の温度にするとプラスチック材料は急激に軟化して打ち抜き加工に適さなくなる。本実施例では、際表層にＰＥＴを使用しているが、ＰＥＴおよびPETGについては約７０℃がガラス転移温度である。

そこで、上記に示したシート材料と厚さで図１に示した構成の熱成形多層シートを準備して、カード打ち抜き断面について、バリ（縦バリ）の発生とシート温度の関係を調べた。
結果は表１に記載した。尚、表中左側の温度はシート中央部の温度である。

表１から、シート温度を概ね３０℃以上に保持すればバリ（縦バリ）は発生しない。また、シート温度を高くした状態で打ち抜きを行うと、打ち抜き後、常温での寸法収縮が大きいという結果であった。表中の寸法はカードの短辺の寸法である。温度を下げて打ち抜いてから常温に戻すと膨張する。金型による目標寸法は２５℃の５３．９９５±０．０５５ｍｍであるが、５０℃以上では目標寸法に仕上がらなかった。

したがって、打ち抜き時点でのシート温度は、概ね３０℃以上４５℃以下が好ましい範囲である。但し、寸法については、予め収縮量を考慮して金型の断裁寸法を短く設定しておくことも考えられないことではない。そのような場合には上限の温度はもう少し高くできるが、温度の均一性等別の問題も生じるので、できるだけ低い方が望ましいと言える。

加熱手段については、生産性を考慮すると短時間で均一にシートを加温できる赤外線ヒータが好ましい。シート温度は、電源電圧の調整、ランプーシート間の離隔距離、照射時間により微調整することができる。

使用した赤外線ヒータは、波長２．６μｍにピークのある中赤外線、出力６００Ｗが３本、ヒータ長４９７ｍｍ、加熱長４７０ｍｍ、であってヒータとワークの距離は２００ｍｍとして、上部から照射した。

上記に記載の大きさのシートを均等に９等分し、中心部の温度を測定してシート面内の温度バラツキを調べたところ、表面温度は３０．０℃以上、４１．８℃以下に収まっていた。シート中央が高くコーナー部が低い温度分布であった。この範囲であればカードの寸法誤差は断裁され個片化される位置によらず許容範囲内であった。

加熱した場合と加熱しない場合のバリ（縦バリ）の発生頻度を調べたところ、前者の場合には後者比べて発生頻度が１.／１３に低下した。加熱が非常に効果的であることが判った。

本発明は、シート類を積層してラミネートした後、個片に断裁する製品の製造、例えばプリント配線版、半導体用パッケージ等の製造に応用することが可能である。

１、表面シート
２、第１のコアシート
３、インレット
４、スペーサシート
５、第２のコアシート
６、ＩＣチップ（及びＩＣチップを収容する開口）
７、第３のコアシート
８、裏面シート
１０、熱板
１１、キャリアプレート
１２、ＳＵＳ板
１３、クッション材
１４、非接触ＩＣカード（多面付）

Claims (4)

1. 少なくとも、インレットと複数のシートからなる多層構成の多面付シートを、個片に打ち抜いて非接触ＩＣカードを製造するに際し、予め多面付けシートを加熱し温度を上げた状態で打ち抜くことを特徴とする非接触ＩＣカードの製造方法。
2. 前記加熱手段を赤外線ヒータとしたことを特徴とする請求項１記載の非接触ICカードの製造方法。
3. 請求項１において加熱温度をガラス転移点以下の温度としたことを特徴とする請求項１記載の非接触ICカードの製造方法。
4. 前記多面付けシートの表面と裏面がＰＥＴまたはＰＥＴＧである場合、打ち抜く温度を３０℃以上４５℃以下に設定することを特徴とする請求項１に記載の非接触ＩＣカードの製造方法。

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