JP2013522738A - チップカードのための積層構造およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、チップカード（３１）のための積層構造（３０）に関し、積層構造（３０）は、基層（３５）と、少なくとも一部が基層に収容されるチップモジュール（３２）と、基層を覆う少なくとも１つのカバー層（３９）とを備え、チップモジュールとカバー層との間、およびチップモジュールと基層との間に形成される介在空間（６１）は、接着材料で満たされ、接着材料は、基層およびカバー層の濡れた表面に対する接着力を発生し、チップモジュールの濡れた表面に対する接着力を発生する。

Description

本発明は、チップカードのための積層構造に関し、積層構造は、基層と、少なくとも一部が基層に収容されるチップモジュールと、基層を覆う少なくとも１つのカバー層とを含み、チップモジュールとカバー層との間、およびチップモジュールと基層との間に形成される介在空間は、接着材料で満たされている。本発明はさらに、このような積層構造を製造する方法に関する。

チップカードは、接触カードまたは非接触カードとしての実施形態にかかわらず、使用時において変化する曲げ応力を受け、積層構造におけるひび割れおよび層の剥離が引き起こされる場合が多い。その意味で、チップモジュールと接触コーティングまたは積層構造の層との間で動的な曲げ応力による相対運動が起こり得るため、チップモジュールを収容するチップカードの領域が特に危険にさらされることとなる。

この既知の現象の結果として、チップカードの耐久性は、通常は非常に限られたものとなる。多くの場合、たとえば、クレジットカードまたはテレフォンカードに用いる場合のように、いずれにしてもチップカードの使用が時間的に非常に限定されるような特定の場合においては、チップカードの使用が妨げられることはない。しかし、他の分野の用途においては、このような限られた耐久性が原因でチップカードの使用が除外されるようである。

たとえば身分証明書などの個人的な身分証明書類が通常は１０年の期間で発行されると仮定すると、上記の問題は特に身分書類の分野に当てはまる。確かに、たとえばポリカーボネートなどの特定の材料が積層構造を製造するための層材料として特に適していることは既に証明されている。なぜなら、動的な応力にかかわらず、ポリカーボネートは、経年劣化に対する抵抗が原理的にＰＶＣよりも高いためである。ＰＶＣは、通常は４年から５年の短い間で経年劣化によるひび割れが現われることから、高い耐久性が求められるチップカードを製造するための適性が基本的に低い。

しかし、ポリカーボネートには欠点があり、積層構造の層材料として使用された場合、チップモジュールと積層構造との間の上記の相対運動によって積層構造の内部にひび割れが形成され、このようなひび割れは、発生後に積層内ですぐに広がり、カードの表面にも達する。

チップカードの製造においては、いわゆる充填材が普通は使用される。この充填材は、積層構造の窓開口部に挿入されたチップモジュールを所定の態様で積層構造または窓開口部にそれぞれ配置する目的で使用される。確かに、この目的で使用される充填材は、通常はエポキシ基材上に設けられ、チップモジュールと窓開口部との間に形成される介在空間に充填をもたらすことができ、これにより、少なくとも当初はチップモジュールを積層構造に固定することができる。この介在空間の充填により、チップモジュールと窓開口部との間の一定の確動的な接続が、少なくとも一時的に積層構造において可能となる。しかし、この確動的な接続は、変化する曲げ応力に対して十分に長い期間にわたって耐え得るチップモジュールと周囲の積層構造との間の圧力ばめ接続を確保するには、十分ではない。

本発明の目的は、チップカードのための積層構造、およびその製造方法を提案することであり、これにより、ひび割れに対する抵抗が向上した耐久性の高いチップカードを製造することが可能となる。

この目的を達成するために、本発明に係る積層構造は、請求項１の特徴を含む。本発明に係る方法は、請求項１１の特徴を含む。

本発明によれば、基層およびカバー層の表面に対する接着力およびチップモジュールの表面に対する接着力を発生させる接着剤が積層構造に使用される。上記の特性により、接着材料は、チップモジュールとチップモジュールを囲う積層構造との間に圧力ばめ接続を確立することができる。これにより、エポキシ基材上に設けられる充填材の使用とは対照的に、確動的な接続を確立するように介在空間が充填されるだけでなく、実際にはチップモジュールと周囲の積層構造との間において変化する曲げ応力に耐える圧力ばめ接続がもたらされる。これにより、周囲の積層構造に対するチップモジュールの相対運動が起こり得なくなる。相対運動に対応して引き起こされるひび割れは、効果的に防止される。

特定的には、接着材料でチップモジュールを包み込むように配置することで、チップモジュールのための実質的に一体の収容構造が作られる。この構造がチップモジュールおよびチップモジュールの周囲に対して圧力ばめの態様で接続されることによって、カードが曲げ応力を受けた場合に、実質的にすべての曲げ応力およびせん断応力が構造の周囲にわたって維持される。

好ましくは、基層およびカバー層に対して発生した接着力のチップモジュールに対して発生した接着力に対する比率が０．５から１．５となるように接着材料が選択される。カバー層または基層のそれぞれに対する接着力およびチップモジュールに対する接着力が同程度の強さを有することから、材料遷移の種類にかかわらず、すなわち、接着材料からカバー層または基層のそれぞれへの材料遷移または接着材料からチップモジュールへの材料遷移にかかわらず、十分な圧力ばめ接続が確保される。

接着材料は、アクリレート基材で作られるのが特に有利である。
接着材料は、５０重量％を超えるアクリレートを含むのが好ましい。

特に、積層構造の製造プロセスに鑑み、接着材料は、両面にアクリレートコーティングが設けられた層材料からなると、有利である。

原理上、カード本体のひび割れを防止することを重視すると、積層構造はチップカードの種類にかかわらず有利である点に留意されたい。しかし、上記で述べたような確動特性は、積層構造の基層がトランスポンダ層として形成され、トランスポンダ層上に形成されるアンテナ配列を含み、アンテナ配列の接触端がチップの端面と接触する場合、特に有利な効果を有する。

非接触チップカードの製造を可能とするこのような積層構造の場合、チップモジュールと積層構造の周囲層との間において応力を付加することが可能な圧力ばめ接続は特に重要である。なぜなら、このようなチップカードは、身分書類、特に身分証明書として使用され、特に高い耐久性と信頼性とを有さなければならないためである。

チップモジュールの上面は、カバー層の上に配置された上層によって覆われ、その底面は、トランスポンダ層に配置された底層によって覆われるのが好ましい。カバー層に形成された少なくとも１つの窓開口部およびトランスポンダ層に形成された窓開口部は、チップモジュールを配置するための収容空間を形成し、いずれの窓開口部も、チップモジュールの上面と上層との間およびチップモジュールの底面と底層との間に延在する接着材料コーティングによって覆われる。

接着材料コーティングの間に形成されたこのようなチップモジュールの「サンドイッチ層」は、積層構造においてチップモジュールを特に確実かつ永久的に耐久可能に配置することを確実とする。この場合、チップモジュールの相対運動は、両面の接着材料コーティングによって効果的に防止される。

これは、トランスポンダ層およびカバー層が初期状態において互いに別個である、または一体に形成された嵌め込み層が代わりに使用されているかにかかわらず、当てはまる。

接着材料コーティングとその周囲との間の力の伝導が同時にできる限り広範囲にわたる、積層構造におけるチップモジュールの圧力ばめ収容は、チップモジュールの上面に配置された接着材料コーティングおよびチップモジュールの底面に配置された接着材料コーティングがいずれも上層とカバー層との間および底層とトランスポンダ層との間の窓開口部の縁部を越えて延在する場合において可能となる。

特に有利に、少なくとも基層および／またはカバー層がポリカーボネートから形成される場合に、本発明に係る積層構造の利点が明瞭となる。

基層と、少なくとも一部が基層に収容されるチップモジュールと、基層を覆う少なくとも１つのカバー層とを含むチップカードのための積層構造を製造するための本発明に係る方法においては、積層接続をもたらすための積層プロセスの前に、接着材料の堆積が、カバー層とチップモジュールとの間、および基層とチップモジュールとの間に配置され、接着材料の堆積の大きさは、チップモジュールとカバー層との間およびチップモジュールと基層との間に形成された介在空間が積層プロセスの際に接着材料によって満たされるように寸法設定がなされ、材料は、積層プロセスの際には濡れた状態である基層の表面およびカバー層の表面に対して接着力を発生し、チップモジュールの濡れた表面に対して接着力を発生する接着材料として使用される。

本発明に係る方法においては、実際の積層プロセスを行なう前には既に、積層構造の異なる場所において接着材料の堆積が施される、すなわち、一方ではチップモジュールの底面に付与され、他方ではチップモジュールの上面に付与され、これにより、後の積層プロセスの際には接着材料が特に均一に分布し、接着材料によって積層構造の層およびチップモジュールに対して有利に発生する接着力となり、積層構造において対応する分布が得られる。

その意味で、チップモジュールを収容するための層構造に形成された収容空間に挿入される接着材料層として接着材料の堆積が形成された場合に特に有利となり、これにより、接着材料層は、収容空間を区分する面を覆う。したがって、たとえばチップカードが接触カードとして形成され、カード本体の外側に向かって開く窓開口部にチップモジュールが収容される場合、接着材料の堆積が、積層プロセスを行なう前に窓開口部のための裏張として挿入することができ、チップモジュールは、その後に接着材料層によって裏張された窓開口部に挿入することができ、その後の積層プロセスにおいて、積層接続は、カバー層と基層とチップモジュールとの間に接着材料層を介して最終的に確立される。

接着材料層の縁部がカバー層の表面を越えて突出するように接着材料層が収容空間に挿入される場合、後の積層プロセスによって、チップモジュールの外側接触面と接触カバー層との間に、面一嵌め込みであって割れ目のない遷移部分が確実に形成される。

本方法が非接触チップカードを製造するために使用される場合、基層がトランスポンダ層として形成され、トランスポンダ層上に形成されるアンテナをトランスポンダ層が含み、トランスポンダ層の接触端がチップモジュールの端面と接触する場合において、接着材料の堆積が、チップモジュールの上面とカバー層を覆う上層との間およびチップモジュールの底面とトランスポンダ層を覆う底層との間に配置される接着材料層として形成されると、特に有利である。接着材料層の縁部は、いずれもカバー層およびトランスポンダ層に形成される窓開口部を越えて突出する。

好ましい代替的な方法によって非接触チップカードのための積層構造が作られ、チップモジュールが２つの接着材料層の間にサンドイッチ状に収容されるという事実にかかわらず、この代替的な方法によって、接着材料層として形成される接着材料の堆積を、チップモジュールの上面および底面の両方への積層プロセスの前に、任意で塗布することが可能となる、または、チップモジュールにそれぞれ対面する上層または底層の面に接着層を塗布することができる。

特に、最後に記載した代替的な方法、すなわち、底層または上層に接着材料層をそれぞれ付与することにより、線形に形成される無端材料として積層構造の異なる層が供給される製造ラインにおいて、材料層を接合する前に、積層構造の底層および上層にそれぞれ接着材料層を付与することが可能となる。これにより、たとえば材料層の付与は、カバー層における窓開口部の作製と同時に行なうことができる。

接着材料層は、個別に扱うことができるように接着パッチとして形成することができ、底層および上層に付与することができる、または、代替的にチップモジュールの上面および底面に付与することができる。

積層構造の好ましい実施形態は、図面を用いて以下で詳細に記載される。

積層プロセスの後に接触カードとして形成されたチップカードのための積層構造を示す図である。 チップモジュールを挿入する前の図１に示される積層構造を示す図である。 チップモジュールを挿入した後であって積層プロセスを行なう前の図１に示される積層構造を示す図である。 積層プロセスの後に非接触カードとして形成されたチップカードのための積層構造を示す図である。 積層プロセスの前の図４に示される積層構造を示す図である。 図４に示される積層構造を製造するための製造方法を概略的に示す図である。

図１は、接触チップカード１１の構成要素としての積層構造１０を示す。積層構造１０は、凹部１３（図２）を有する基層１２と、基層１２に付与されるカバー層１４とを含む。カバー層１４は、凹部１３と重なる窓開口部１５（図２）を有する。窓開口部１５とともに、凹部１３は、チップモジュール１７を収容するための収容空間１６（図２）を形成する。この場合において、チップモジュール１７は、接触カードのためのチップモジュールとして形成され、チップキャリア１８の外側において、接触面配列１９を含む。接触面配列１９は、対応して配置された読取装置の接触部と接触するために設けられる。読取装置は、ここでは詳細に示されない。接触面配列１９の反対に位置する側において、チップキャリア１８には、ここでは詳細に示されないチップが配列されたチップハウジング２０が設けられる。

図１に示されるように、チップモジュール１７と収容空間１６の表面２１との間に形成される介在空間２２は、接着材料層２３で満たされる。図１に示されるチップカード１１の場合において、接着材料層２３は、積層プロセスを行なった後の介在空間２２を満たし、チップモジュール１７の接触面２４およびカバー層１４の外表面２５と面一となるように、フレーム状の態様で接触面２４を囲う遷移領域２６を形成する。

図２は、積層プロセスを行なう前において収容空間１６にチップモジュール１７を挿入する直前の積層構造１０を示す。この段階において、カバー層１４およびその窓開口部１５は既に、基層１２の凹部１３と重なるように配置されている。このようにして作られた収容空間１６に接着材料層２３が設置され、カップ形状に形成された収容空間１６のための裏張りを形成する。

図３にさらに示されるように、凹部１６の表面２１に対する接着材料層２３の広範囲適合、または接着材料層２３のすり寄せは、チップモジュール１７を収容空間１６に挿入することによって既に行なわれる。これにより、カバー層１４の外表面２５に対する接着材料層２３の端部の突出部分２７がもたらされる。後の積層プロセスの結果として、チップモジュール１７の接触面２４とカバー層１４の外表面２５との間の面一配列（図１に示される）が続き、チップモジュール１７の接触面のフレームを形成する遷移領域２６が形成される。

図４は、非接触チップカード３１のための積層構造３０を示し、トランスポンダ層３５に配置されたアンテナ３６の接触端３３、３４と接触するチップモジュール３２を含む。そのチップキャリア３７とともに、チップモジュール３２は、トランスポンダ層３５の窓開口部３８に配置され、個別に管理可能な積層構造３０の構成要素をトランスポンダ層３５と併せて形成する。

トランスポンダ層３５の窓開口部３８と重なり、窓開口部４０が設けられたカバー層３９は、トランスポンダ層３５の上に設置される。ここには詳細には記載されないチップを収容する、チップモジュール３２のチップハウジング４１は、窓開口部４０に向けて突出する。これにより、窓開口部３８および４０によって形成される収容空間４１がチップモジュール３２を収容する。

さらに図４に示されるように、カバー層３９の上面４２は、上層４３によって覆われ、トランスポンダ層３５の底面４４は、底層４５によって覆われ、これにより、収容空間４１は、外側に対して閉じられるようにチップモジュール３２を収容する。

上層４３の底面４６とカバー層３９の上面４２またはチップモジュール３２の上面４７との間のそれぞれ、および底層４５の上面４８とトランスポンダ層３５の底面４４またはチップモジュール３２の底面４９との間のそれぞれには、いずれも接着材料層５０、５１が設置され、接着材料層は相互接続するように形成される。これにより、図４に示され、積層プロセスの完了後に得られる積層構造３０において、収容空間４１の表面５２とチップモジュール３２との間に残る介在空間６１は、接着材料層５０、５１の接着材料で満たされる。上層４３の底面４６および底層４５の上面４８を接合することにより、重なり領域５３、５４が形成される。重なり領域５３、５４は、チップモジュール３２から横方向に突出し、サンドイッチ状の態様で互いの間にチップモジュール３２を収容する。

図５は、積層プロセスが行なわれる直前の積層構造３０を示し、窓開口部３８、４０によって形成される収容空間４１には、接着材料が未だ存在しない状態であり、未だ形成されていない接着材料層５０、５１の形態の接着材料は、チップモジュール３２の上面４７およびチップモジュール３２の底面４９に対向して設けられているのみである。

図４および図５に示される積層構造３０の製造方法の好ましい代替例の場合においては、トランスポンダ層３５、カバー層３９、底層４５、および上層４３が、積層構造作製ステーション５５（図６）に供給され、積層構造作製ステーション５５において個別の層を結合させる前に、接着材料設置ステーション５６、５７において、接着材料層５０、５１は、いずれも上層４３の底面４６または底層４５の上面４８にそれぞれ付与される。

図６にさらに示されるように、接着材料層５０、５１の付与は、切断ステーション５８におけるカバー層３９の窓開口部４０の切り取りと同時に行なわれる。積層構造作製ステーション５５の場所において、カバー層３９ならびに上層４３および底層４５は、エンドレスに供給されるトランスポンダ層３５と最終的に合わされ、層が結合される実際の積層プロセスの直前に、超音波および圧力を加えることによって固定ステーション５９において次に仮固定される。

積層プロセスの次に、積層構造作製ステーション５５で結合された積層ラインからチップカード３１が分離される。分離は、切り取りまたは他の適切な分離法によってそれ自体が公知の態様で行なわれる。

Claims (16)

1. チップカード（１１，３１）のための積層構造（１０，３０）であって、基層（１２，３５）と、少なくとも一部が基層に収容されるチップモジュール（１７，３２）と、基層を覆う少なくとも１つのカバー層（１４，３９）とを備え、チップモジュールとカバー層との間、およびチップモジュールと基層との間に形成される介在空間（２２）は、接着材料で満たされ、
   接着材料は、基層およびカバー層の濡れた表面に対する接着力を発生し、チップモジュールの濡れた表面に対する接着力を発生する、積層構造。
2. 接着材料は、基層（１２，３５）およびカバー層（１４，３９）に対する接着力のチップモジュール（１７，３２）に対して発生する接着力に対する比率が０．５から１．５となるように選択される、請求項１に記載の積層構造。
3. 接着材料は、アクリレート基材で作られる、請求項１または２に記載の積層構造。
4. 接着材料は、５０重量％を超えるアクリレートを含む、上記の請求項のいずれか１項に記載の積層構造。
5. 接着材料は、接着材料層（２３）として形成され、
   キャリア層と、キャリア層の両面に付与されるアクリレートのコーティングを含む、請求項４に記載の積層構造。
6. 基層は、トランスポンダ層（３５）として形成され、トランスポンダ層の上に形成されたアンテナ（３６）を含み、前記アンテナの接触端（３３，３４）は、チップモジュール（３２）の端面と接触する、上記請求項のいずれか１項に記載の積層構造。
7. チップモジュール（３２）の上面（４７）は、カバー層（３９）に配置された上層（４３）によって覆われ、チップモジュールの底面（４９）は、トランスポンダ層（３５）に配置された底層（４５）によって覆われ、カバー層には少なくとも１つの窓開口部（４０）が形成され、トランスポンダ層には少なくとも１つの窓開口部（３８）が形成され、これらはチップモジュールを配置するための収容空間（４１）を形成し、いずれの場合も接着材料コーティングによって覆われ、接着材料コーティングは、チップモジュールの上面と上層との間、およびチップモジュールの底面と底層との間に延在する、請求項６に記載の積層構造。
8. トランスポンダ層およびカバー層は、一体に形成された埋込層の上側部分および下側部分によって形成される、請求項７に記載の積層構造。
9. チップモジュール（３２）の上面（４７）に配置された接着材料コーティング、およびチップモジュールの底面（４９）に配置された接着材料コーティングは、いずれの場合も上層（４３）とカバー層（３９）との間、および底層（４５）とトランスポンダ層（３５）との間の窓開口部（４０，３８）の縁部を越えて延在する、請求項７または８に記載の積層構造。
10. 少なくとも底層（１２，３５）および／またはカバー層（１４，３９）は、ポリカーボネートから形成される、上記請求項のいずれか１項に記載の積層構造。
11. 基層（１２，３５）と、少なくとも一部が基層に収容されるチップモジュール（１７，３１）と、基層を覆う少なくとも１つのカバー層（１４，３９）とを含むチップカード（１１，３１）のための積層構造を製造するための方法であって、積層接続をもたらすための積層プロセスの前に、接着材料の堆積が、カバー層とチップモジュールとの間、および基層とチップモジュールとの間に配置され、接着材料の堆積の大きさは、チップモジュールとカバー層との間およびチップモジュールと基層との間に形成された介在空間（２２，６１）が積層プロセスの際に接着材料によって満たされるように寸法設定がなされ、材料は、基層およびカバー層の濡れた表面に対する接着力を発生し、チップの濡れた表面に対する接着力を発生する接着材料として使用される、方法。
12. 接着材料の堆積は、接着材料層（２３）として形成され、接着材料層（２３）は、チップモジュール（１７）を収容するために積層構造（１０）に形成された収容空間（１６）に挿入され、これにより、接着材料層は、収容空間を制限する表面（２１）を覆う、請求項１１に記載の方法。
13. 接着材料層は、接着材料層（２３）の縁部がカバー層（１４）の外表面（２５）を越えて突出するように収容空間（１６）に挿入される、請求項１２に記載の方法。
14. 基層がトランスポンダ層（３５）として形成され、トランスポンダ層の上に形成されたアンテナ（３６）を含み、前記アンテナの接触端（３３、３４）がチップモジュール（３２）の端面に接触する場合、接着材料の堆積は、接着材料層（５０、５１）として、チップモジュールの上面（４７）とカバー層（３９）を覆う上層（４３）との間、およびチップモジュールの底面（４９）とトランスポンダ層を覆う底層（４５）との間に配置され、接着材料層の縁部は、カバー層およびトランスポンダ層に形成される窓開口部（４０，３８）を越えて突出する、請求項１１に記載の方法。
15. 接着材料層（５０，５１）は接着パッチとして形成され、その表面は、窓開口部（４０，３８）を越えて突出するように寸法設定がなされるのが好ましい、請求項１４に記載の方法。
16. 接着材料層（５０，５１）は、積層プロセスの前に、底層（４５）および上層（４３）に塗布される、請求項１５に記載の方法。

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