JP2012198825A - 非接触型情報記録媒体、非接触ｉｃ冊子及び非接触ｉｃカード - Google Patents

Abstract

【課題】耐塩水性能の強化を図ることができる非接触型情報記録媒体、非接触ＩＣ冊子及び非接触ＩＣカードを提供する。
【解決手段】非接触型情報記録媒体２は、ＩＣインレット４と、外装基材６とを含んで構成されている。ＩＣインレット４は、アンテナシート８と、ＩＣモジュール９と、リードフレーム１２とを備えている。ＩＣモジュール９は、アンテナシート８に取着され、不図示のＩＣチップと、該ＩＣチップを覆うモールド樹脂１３とで構成されている。リードフレーム１２は、ＩＣモジュール９に設けられ、ＩＣモジュール９に埋め込まれる部分と、ＩＣモジュール９から露出しアンテナシート８の他方の面に位置する部分とを有している。外装基材６は、ＩＣインレット４の両面を被覆するものである。ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分が合成樹脂からなる封止層３２で覆われている。
【選択図】図１

Description

本発明は、非接触型情報記録媒体、非接触ＩＣ冊子及び非接触ＩＣカードに関する。

非接触ＩＣ冊子及びカードは固有の識別情報を格納したＩＣチップと、この識別情報を送受信するアンテナからなる非接触型のＩＣインレットを内蔵し、これを外装基材で挟み込んで非接触型の情報記録媒体（非接触型情報記録媒体）として、冊子やカード化したものである（特許文献１参照）。

これらの非接触ＩＣ冊子及びカードはパスポートや銀行のカードなどで使用されることから、長期間使用される製品では１０年程度の使用が見込まれる。その為、高い信頼性かつ長い耐用年数が定められている。

これらの長期信頼性評価のためにＩＣＡＯ（international civil aviation organization）で以下の公知の技術文献に記されているとおり塩水噴霧試験の規格が定められており、非接触ＩＣ冊子及びカードにおける耐塩水性は非常に重要な要素となっている（非特許文献１参照）。

特開２０１０−９２１２０号公報

Durability of Machine Readable Passports Version: 3.2, TF4 Doc: N0232

非接触ＩＣ冊子及び非接触ＩＣカードにおける新規材料や工程条件の最適化に伴う信頼性評価としては一般的に上記文献に則った塩水試験が実施される。この評価において塩水浸入後にモジュールやアンテナ等との異種金属と電解質である塩水との接触による腐食、断線の発生や、モジュールやアンテナ及び多孔質膜樹脂やカバー材等の隙間に塩水が入り込み通気差の影響による腐食、断線の発生が確認されている。

これらの腐食は非接触ＩＣ冊子及び非接触ＩＣカードに深刻な影響を及ぼすことから、耐塩水性能の強化が、非接触ＩＣ冊子及び非接触ＩＣカードの長寿命化を図る上で重要となる。

本発明は上述の背景に基づきなされてものであり、その目的は耐塩水性能の強化を図ることができる非接触型情報記録媒体、非接触ＩＣ冊子及び非接触ＩＣカードを提供することにある。

本発明において上記問題を解決する為に、請求項１に記載の発明は、アンテナが形成されたアンテナシートと、前記アンテナシートに取着されたＩＣモジュールと、前記ＩＣモジュールに設けられ前記アンテナに接続されるリードフレームとを備えるＩＣインレットと、前記ＩＣインレットの両面を被覆する外装基材とを含む非接触型情報記録媒体であって、前記ＩＣモジュールは、前記アンテナシートの厚さ方向の一方の面から突出し他方の面に露出して配置され、前記リードフレームは前記ＩＣモジュールに埋め込まれる部分と、前記ＩＣモジュールから露出し前記アンテナシートの他方の面に位置する部分とを有し、前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分が合成樹脂からなる封止層で覆われていることを特徴とする非接触型情報記録媒体である。

また、請求項２に記載の発明は、前記封止層の厚さが１μｍ以上、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の非接触型情報記録媒体である。

また、請求項３に記載の発明は、前記合成樹脂がシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ＰＥＴ樹脂、フッ素系樹脂の何れかであることを特徴とする請求項１または２記載の非接触型情報記録媒体である。

また、請求項４に記載の発明は、前記封止層は、前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分と前記外装基材との間に形成される隙間空間、および、前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分のダイパットとブリッジとの間に形成される隙間空間の少なくとも一方を埋めるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の非接触型情報記録媒体。

また、請求項５に記載の発明は、前記ＩＣモジュールの前記アンテナシートへの取着は、前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分が前記アンテナシートに溶接されることで、あるいは、前記リードフレームが前記アンテナシートにかしめられることによってなされ、前記封止層は、前記溶接あるいは前記かしめによって前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分と前記アンテナシートとの間に発生した隙間空間を埋めるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の非接触型情報記録媒体である。

また、請求項６に記載の発明は、前記封止層は、フィルムで形成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触型情報記録媒体である。

また、請求項７に記載の発明は、前記フィルムは、フッ素系テープ、シリコーン系テープ、アクリル系テープ、ＡＢＳ系テープ、ＰＥＴ系テープの何れかで構成されていることを特徴とする請求項７記載の非接触型情報記録媒体である。

また、請求項８に記載の発明は、前記ＩＣインレットを平面視した状態で、前記封止層は、前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分よりも一回り大きな輪郭を有する領域を覆うように延在しており、前前記領域の輪郭と前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分との間隔が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至７に何れか１項記載の非接触型情報記録媒体である。

また、請求項９に記載の発明は、前記請求項１乃至８に何れか１項記載の非接触情報記録媒体を備えることを特徴とする非接触ＩＣ冊子である。

また、請求項１０に記載の発明は、前記請求項１乃至８に何れか１項記載の非接触情報記録媒体を備えることを特徴とする非接触ＩＣカードである。

本発明によれば、ＩＣモジュールから露出するリードフレームの部分が合成樹脂からなる封止層で覆われているので、塩水などの電解質がリードフレームに接触することを防止できるため、耐塩水性能の強化を図る上で有利となり、非接触型情報記録媒体、非接触ＩＣ冊子及び非接触ＩＣカードの長寿命化を図ることができる。

実施の形態に係る非接触ＩＣ冊子の模式断面図である。 コーキング材、保護フィルム材、無し(比較品)の塩水噴霧サイクル試験結果を示す図である。

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施形態に記された条件はあくまでも一実施例であり、本発明は局所的にモジュール部近傍の隙間を防ぐことで耐塩水性能を大幅に伸ばすことが出来ることを特徴としたものであり、以下に記された条件等により本発明が制約を受けるものではない。

図1は、本発明に係る非接触ＩＣ冊子の一例を示す模式断面図である。
非接触ＩＣ冊子は、非接触型情報記録媒体２を備えている。なお、本実施の形態では、非接触型情報記録媒体２を備える非接触ＩＣ冊子について説明するが、本発明は非接触型情報記録媒体２を備える非接触ＩＣカードにも無論適用可能である。

非接触型情報記録媒体２は、ＩＣインレット４と、外装基材６とを含んで構成されている。
ＩＣインレット４は、アンテナシート８と、ＩＣモジュール９と、リードフレーム１２とを備えている。
アンテナシート８は、ＰＥＴ等の絶縁樹脂シート基材１０と、絶縁樹脂シート基材１０に導電性金属で形成されたアンテナ１１とで構成されている。
ＩＣモジュール９は、アンテナシート８に取着され、不図示のＩＣチップと、該ＩＣチップを覆うモールド樹脂１３とで構成されている。
ＩＣモジュール９は、アンテナシート８の厚さ方向の一方の面（上面）から突出し他方の面（下面）に露出して配置されている。
リードフレーム１２は、ＩＣモジュール９に設けられ、ＩＣモジュール９（モールド樹脂１３）に埋め込まれる部分と、ＩＣモジュール９（モールド樹脂１３）から露出しアンテナシート８の他方の面に位置する部分とを有している。
リードフレーム１２は、ＩＣモジュール９から露出する部分が前記のアンテナ１１に電気的に接続される。
ＩＣモジュール９のアンテナシート８への取着は、ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分がアンテナシート８に溶接されることで、あるいは、リードフレーム１２がアンテナシート８にかしめられることによってなされる。

外装基材６は、ＩＣインレット４の両面を被覆するものである。
本実施の形態では、外装基材６は、保護ＰＥＴ１４と、２つの多孔質膜樹脂１５（１５Ａ，１５Ｂ）と、カバー材１６とで構成されている。
保護ＰＥＴ１４は、アンテナシート８から突出するＩＣモジュール９の部分と、該部分の周囲のアンテナシート８の部分を覆うように貼りつけられている。
２つの多孔質膜樹脂１５のうち、一方の多孔質膜樹脂１５Ａは、アンテナシート８から突出するＩＣモジュール９の部分を除くアンテナシート８の部分に接着剤２１により貼り付けられている。
他方の多孔質膜樹脂１５Ｂは、ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分を除くアンテナシート８の部分に接着剤２１により貼り付けられている。
言い換えると、耐塩水層を構成する接着剤２１がＩＣインレット４と多孔質膜樹脂１５（１５Ａ，１５Ｂ）間に塗布される。つまりＩＣインレット４は外装基材６である多孔質膜樹脂１５に挟み込まれるようにして形成されている。
カバー材１６は、他方の多孔質膜樹脂１５のアンテナシート８と反対側の面（ＩＣインレット４のリードフレーム１２側）に接着剤２２により貼り付けられている。カバー材１６としては合成紙（例えばテズリン（ピーピージーインダストリー社の商品名））などの従来公知のさまざまな材料が使用可能である。
本実施の形態では、カバー材１６が非接触ＩＣ冊子の冊子紙面を構成している。

このように構成された非接触型情報記録媒体２においてＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分が接する箇所に隙間空間３０が生じると、この隙間空間３０に塩水等の電解質が最も溜まりやすく、最も劣化原因になりやすいことが発明者らの鋭意研究によりわかった。
そして、このような隙間空間３０に耐塩水性部材を充填することで塩水等の電解質の浸入を防ぐことが出来れば、非接触ＩＣ冊子及びカードの耐塩水性能を大幅に伸ばすことが可能なことが発明者らの鋭意研究によりわかった。
そこで、本発明では、ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分が合成樹脂からなる封止層３２で覆われている。
隙間空間３０として以下のものが例示される。
ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分と外装基材６との間に形成される隙間空間。より詳細には、リードフレーム１２の部分と他方の多孔質膜樹脂１５との間に形成される隙間空間。
ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分のダイパットとブリッジとの間に形成される隙間空間。
溶接あるいはかしめによってＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分とアンテナシート８との間に発生した隙間空間。
したがって、封止層３２は、これら隙間空間を埋めるように構成すればよい。

また、隙間空間３０を封止層３２で埋める場合、封止層３２の厚さが１μｍ以上、１ｍｍ以下であることが耐塩水性を確保する上で有利となる。
封止層３２の厚さが上記範囲を下回ると、封止層３２のムラが発生する点で不利となる。
また、封止層３２の厚さが上記範囲を上回ると、製品全体の厚さが増大し、また、材料コストがかかる点で不利となる。

また、隙間空間３０を封止層３２で埋める場合、封止層３２を構成する合成樹脂としては、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ＰＥＴ樹脂、フッ素系樹脂など従来公知の様々な合成樹脂が使用可能である。

また、隙間空間３０を封止層３２で埋める代わりに、ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分が、封止層３２を構成するフィルムで覆われていてもよい。
この場合、上記フィルムとして、フッ素系テープ、シリコーン系テープ、アクリル系テープ、ＡＢＳ系テープ、ＰＥＴ系テープなどなど従来公知の様々なテープが使用可能である。

また、ＩＣインレット４を平面視した状態で、封止層３２は、ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分よりも一回り大きな輪郭を有する領域を覆うように延在しており、前記の領域の輪郭とＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分との間隔が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが耐塩水性を確保する上で好ましい。
上記の間隔が上記範囲を下回ると、封止層３２のムラが発生する点で不利となる。
また、上記の間隔が上記範囲を上回ると、製品全体の厚さが増大し、また、材料コストがかかる点で不利となる。

以上説明したように本実施の形態によれば、ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分を合成樹脂からなる封止層３２で覆ったので、塩水などの電解質がリードフレーム１２に接触することを防止できるため、耐塩水性能の強化を図る上で有利となり、非接触型情報記録媒体、非接触ＩＣ冊子及び非接触ＩＣカードの長寿命化を図ることができる。
また、ＩＣモジュール９近傍の隙間空間３０を封止層３２で埋めることにより、ＩＣモジュール９及びリードフレーム１２と塩水等の電解質の接触を防ぐ為の電解質遮断層を設けることができる。そのため、最も塩水が入り込む余地のある部位を保護することで製品全体の耐塩水性能を向上させることができ、ひいては信頼性が高く長寿命の非接触ＩＣ冊子及び非接触カードを製造することが可能となる。
また、耐塩水性能を上げる為にＩＣモジュール９近傍裏側のリードフレーム１２とカバー材１６の隙間空間３０を重点的に封止層３２で塞ぐ。さらに封止層３２が、カバー材１６とリードフレーム１２やアンテナとを含む冊子全面ではなく、冊子の一部のみを塞ぐことで大幅な耐塩水性能向上の効果を得られることから使用材料も少なく低コストで耐塩水性能を向上することが可能となる。

以下実施例により本発明を詳細に説明する。

（実施例１）
評価サンプルとして非接触ＩＣ冊子を４枚準備し、サンプルＡとした。サンプルＡは隙間空間３０に封止層３２としてシリコーン製からなるコーキング材を塗布した。塗布範囲はＩＣモジュール９の裏側（カバー材１６側）のリードフレーム１２全体を覆うことが可能な１０ｍｍ×１０ｍｍとし、塗布膜厚は乾燥後で１００μｍとした。

評価は塩水噴霧サイクル試験機（スガ試験機株式会社製ＣＹＰ９０Ａ）を用い、塩水濃度を５％とした。１６時間の塩水噴霧及び８時間の３５℃湿度３５％乾燥を繰り返し行い、乾燥工程が終了後に非接触ＩＣカードリーダライタ（株式会社デンソーウエーブ製 ＰＲ−４５０ＵＤＭ）による通信試験を実施した。

このサイクル試験を３７サイクル実施した結果、サイクル試験中の腐食による膨れは一切確認されず、通信不良についても４枚中４枚発生しなかった。

さらにＩＣモジュール９近傍における断面観察を実施したところコーキング材はリードフレーム１２とカバー材１６との間における隙間空間（ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分と外装基材６との間に形成される隙間空間）、リードフレーム１２のＩＣモジュール１３裏側のダイパットとブリッジ間における隙間空間（ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分のダイパットとブリッジとの間に形成される隙間空間）、リードフレーム１２とアンテナ１１及びフィルムのレーザー溶接又はかしめ時に空いた隙間空間（ＩＣモジュール９から露出するリードフレーム１２の部分とアンテナシート８との間に発生した隙間空間）について全てにおいて隙間無く埋まっていた。また、ＩＣモジュール９近傍のリードフレーム１２とアンテナ１１の接合部近傍及び金属アンテナ１１の状態を観察したところ腐食はまったく確認されなかった。

（比較例１）
評価サンプルとして非接触ＩＣ冊子を４枚準備し、サンプルＢとした。サンプルＢは隙間空間３０にＰＥＴ樹脂を乗せた。範囲はモジュール部裏側（カバー側）にリードフレーム１２全体を覆うことが可能な１０ｍｍ×１０ｍｍとし、膜厚は１００ｕｍとした。

評価は塩水噴霧サイクル試験機（スガ試験機株式会社製ＣＹＰ９０Ａ）を用い、塩水濃度を５％とした。１６時間の塩水噴霧及び８時間の３５℃湿度３５％乾燥を繰り返し行い、乾燥工程が終了後に非接触ＩＣカードリーダライタによる通信試験（株式会社デンソーウエーブ製 ＰＲ−４５０ＵＤＭ）を実施した。

このサイクル試験を３７サイクル実施した結果、サイクル試験中の腐食による膨れは７、７、７、８サイクル目で発生し、通信不良はそれぞれ１２、１２、１３、１３サイクルで発生した。その結果、１３サイクル目が終了した時点で４枚中４枚がＮＧとなった。

さらにＩＣモジュール９近傍における断面観察を実施したところ粘着性の無いＰＥＴ樹脂とリードフレーム１２裏面には大きな隙間が存在した。また、ＩＣモジュール９近傍のリードフレーム１２とアンテナ１１の接合部近傍及び金属アンテナ１１の状態を観察したところ腐食が確認された。

（比較例２）
評価サンプルとして非接触ＩＣ冊子を４枚準備し、サンプルＣとした。サンプルＣは図３０の隙間の部分に特別な処理は施さなかった。

評価は塩水噴霧サイクル試験機（スガ試験機株式会社製ＣＹＰ９０Ａ）を用い、塩水濃度を５％とした。１６時間の塩水噴霧及び８時間の３５℃湿度３５％乾燥を繰り返し行い、乾燥工程が終了後に非接触ＩＣカードリーダライタによる通信試験（株式会社デンソーウエーブ製 ＰＲ−４５０ＵＤＭ）を実施した。

このサイクル試験を３７サイクル実施した結果、サイクル試験中の腐食による膨れは７、７、７、８サイクル目で発生し、通信不良はそれぞれ１２、１２、３０、３３サイクルで発生した。その結果、３３サイクル目が終了した時点で４枚中４枚がＮＧとなった。

さらにＩＣモジュール９近傍における断面観察を実施したところ隙間が存在した。また、ＩＣモジュール９近傍のリードフレーム１２とアンテナ１１の接合部近傍及び金属アンテナ１１の状態を観察したところ腐食が確認された。

実施例１と比較例１、２を比較した結果を図２に示す。実施例１で行ったコーキング材をモジュール裏側のリードフレーム１２に塗布したサンプルについて通信ＮＧは全く発生しない上コーキング材を塗布していない部位であるアンテナ１１部の腐食も発生しなかった。

耐塩水性能を上げる為に全面に耐塩水性部材を塗布してもよいが、低コスト化の為、製品の一部にコーキング材を塗布することで全体の耐塩水性能を向上させることを見出した。ここで見出した材料はシリコン系コーキング材であるが、更なる低コスト化の為にはカバー材１６と多孔質膜樹脂１５間に従来使用される接着剤を特徴的にＩＣモジュール９裏リードフレーム１２の部分に塗布してもよい。

耐塩水性能を上げる為、ＩＣモジュール９裏側のリードフレーム１２の部分に封止層３２としてコーキング材を塗布することで耐塩水性能が向上することを見出し、さらに全面に塗布するのではなく、一部分のみ塗布することで低コスト化にもなった。この為、より耐塩水性能が高いＩＣ冊子をより低コストで製造することが可能となり、ひいてはより信頼性の高い非接触ＩＣ冊子及びカードを製造することが可能となる。

１０…シート基材
１１…アンテナ
１２…リードフレーム
１３…ＩＣモジュール
１４…保護ＰＥＴ樹脂
１５…多孔質膜樹脂
１６…カバー材
２１…耐塩水層を有する接着剤
２２…接着剤
３０…隙間空間
３２…封止層

Claims (10)

1. アンテナが形成されたアンテナシートと、前記アンテナシートに取着されたＩＣモジュールと、前記ＩＣモジュールに設けられ前記アンテナに接続されるリードフレームとを備えるＩＣインレットと、
   前記ＩＣインレットの両面を被覆する外装基材とを含む非接触型情報記録媒体であって、
   前記ＩＣモジュールは、前記アンテナシートの厚さ方向の一方の面から突出し他方の面に露出して配置され、
   前記リードフレームは前記ＩＣモジュールに埋め込まれる部分と、前記ＩＣモジュールから露出し前記アンテナシートの他方の面に位置する部分とを有し、
   前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分が合成樹脂からなる封止層で覆われている、
   ことを特徴とする非接触型情報記録媒体。
2. 前記封止層の厚さが１μｍ以上、１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の非接触型情報記録媒体。
3. 前記合成樹脂がシリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ＰＥＴ樹脂、フッ素系樹脂の何れかであることを特徴とする請求項１または２記載の非接触型情報記録媒体。
4. 前記封止層は、前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分と前記外装基材との間に形成される隙間空間、および、前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分のダイパットとブリッジとの間に形成される隙間空間の少なくとも一方を埋めるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の非接触型情報記録媒体。
5. 前記ＩＣモジュールの前記アンテナシートへの取着は、前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分が前記アンテナシートに溶接されることで、あるいは、前記リードフレームが前記アンテナシートにかしめられることによってなされ、
   前記封止層は、前記溶接あるいは前記かしめによって前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分と前記アンテナシートとの間に発生した隙間空間を埋めるように形成されていることを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の非接触型情報記録媒体。
6. 前記封止層は、フィルムで形成されていることを特徴とする請求項１記載の非接触型情報記録媒体。
7. 前記フィルムは、フッ素系テープ、シリコーン系テープ、アクリル系テープ、ＡＢＳ系テープ、ＰＥＴ系テープの何れかで構成されていることを特徴とする請求項７記載の非接触型情報記録媒体。
8. 前記ＩＣインレットを平面視した状態で、前記封止層は、前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分よりも一回り大きな輪郭を有する領域を覆うように延在しており、
   前記領域の輪郭と前記ＩＣモジュールから露出する前記リードフレームの部分との間隔が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である、
   ことを特徴とする請求項１乃至７に何れか１項記載の非接触型情報記録媒体。
9. 前記請求項１乃至８に何れか１項記載の非接触情報記録媒体を備えることを特徴とする非接触ＩＣ冊子。
10. 前記請求項１乃至８に何れか１項記載の非接触情報記録媒体を備えることを特徴とする非接触ＩＣカード。

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