JP2018197942A - 非接触通信機能を備えたｉｃカード - Google Patents

Abstract

【課題】非接触通信機能を備えたＩＣカードのアンテナパターンと接着層との接着力を向上可能なアンテナを備えたインレットを使用した非接触通信機能を備えたＩＣカードを提供する。【解決手段】ＩＣカード１００は、アンテナ基材５上に備えられた金属箔からなるアンテナ２、２−１とそのアンテナに接続されたＩＣチップ１またはＩＣモジュールを備えたインレット１０と、カード基材８と、を積層してなる非接触通信機能を有する。ＩＣカードのエンボス加工を行うエンボス領域３におけるアンテナ２−１には、金属箔を除去した複数の金属箔除去部が、１ｍｍ以下の離間距離を隔てて二次元的に配置されている。【選択図】図１

Description

本発明は、非接触ＩＣカードやデュアルインターフェースＩＣカードなどの非接触通信用のアンテナおよびそのアンテナを使用した非接触通信機能を備えたＩＣカードに関する。

従来から、銀行カード、キャッシュカード、ＩＤカード等、重要かつ大量なデータを記憶、処理する目的でＩＣチップを用いたＩＣカードが普及しており、近年では、ＩＣカードの外部端子と外部端末を接続して使用する接触式のＩＣカードだけでなく、アンテナを内蔵し、電波や静電結合などにより非接触で外部機器との間でデータ交換を行う非接触通信機能を備えたＩＣカードの使用が増加し、カードの出し入れの不要、外部端末のメンテナンスの軽減等の理由から、需要が高まっている。

非接触通信機能を備えたＩＣカードは、空間に高周波電磁界や超音波、光等の振動エネルギーの場を設けて、そのエネルギーを吸収、整流してカードに内蔵された電子回路を駆動する直流電力源とし、この場の交流成分の周波数をそのまま用いるか、或いは逓倍や分周して識別信号とし、この識別信号を、アンテナ又はコイルやコンデンサ等の結合器を介して、データを半導体素子の情報処理回路に伝送するものである。

図５〜図７を用いて、従来の非接触通信機能を備えたＩＣカードの構成とその製造方法について説明する。
まず、導電性ペースト印刷、巻線溶着加工、銅箔エッチング加工などによって製作された非接触通信用の金属箔からなるアンテナ２（図５、６参照）、又はエナメル導線からなるコイルを使用したアンテナ２を、アンテナ基材５上に備えたアンテナシート（図５、６におけるインレット１０´にＩＣチップ（またはＩＣモジュール）１を実装する前の状態）を作製する。アンテナ２は接着剤Ａ６を介してアンテナ基材５に接着されている。そのアンテナシートにＩＣチップ（またはＩＣモジュール）１を実装したインレット１０´を作製し、そのインレット１０´を、表裏面から接着剤Ｂ７を介して、カード基材８によって挟み込み、ラミネートすることにより非接触通信機能を備えたＩＣカード１００´が製作される（図７参照）。

このとき、アンテナ２又はコイルとＩＣチップ（またはＩＣモジュール）１との接続のための２つのアンテナ接続端子（図示せず）は、アンテナシート上に露出している。ＩＣチップ（またはＩＣモジュール）１には、アンテナ２との接続のための端子が設けられている。ＩＣモジュールの場合は、アンテナシートの２つのアンテナ接続端子に、導電性接着フィルムが貼付される。以後、ＩＣモジュールの場合について説明する。ＩＣモジュール１の接続端子と、端子に導電性接着フィルムが貼付されたアンテナシートとが、双方の接続端子を重なり合うように整合され、ＩＣモジュール１がアンテナシートに据え付けられた後、熱と圧力を加えてＩＣモジュール１の端子とアンテナ端子とが結合されて実装を終了する。

最近ではＩＣモジュールを形成することなく、アンテナシート上にＩＣチップを、直接導電性接着フィルムを用いてアンテナシート上のアンテナ接続端子に接合して実装する方法が多く採用されている。

ＩＣカードには、印刷などの表示の他に、エンボス表示が設けられている。ＩＣカードの表面には、ＩＣカード固有の表示情報、例えばＩＣカード所有者の氏名、カード番号、
会員番号、カード有効期限などをカードの凹凸により表示する、いわゆるエンボス加工による浮き出し文字（エンボス文字）が形成されている。この表示情報は固有の情報であり、可視情報として利用されている。

エンボス加工は、カードの片側の面、通常は裏面側より文字パターンがそれぞれ形成された打刻用キー（アルファベット文字、数字、かな文字、カタカナ文字など）によって所望の文字情報が打刻され、カード表面側にカードが凸状に浮き出し、所望の文字情報がエンボス文字として形成される。一方、裏面側は文字パターンが凹状に形成される。

このような非接触通信機能を備えたＩＣカードには、非接触通信用のアンテナパターンがカード基材内に設けられている。微細なアンテナパターンが形成された場所にカード表面からエンボス加工を行うと、アンテナパターンが断線される可能性があり、通信が不能になる虞がある。また、積層体であるＩＣカードの層間の接着強度を更に向上させ、耐久性および信頼性をより一層向上させることも求められている。

このＩＣカードのエンボス加工によるアンテナパターンが断線される問題を解決する技術として、例えば特許文献１には、ＩＣカード本体のエンボス加工のずれや、アンテナ配置のずれ等の要素が絡んだ場合にも、ＩＣカードに設けられたアンテナパターンの断線を防止し、カードリーダによっても、また従来通りのエンボス情報読み取り端末によっても、カード情報を確実に読み取ることができる非接触通信機能を備えたＩＣカードを提供するため、ＩＣカードのエンボス加工領域内を通過するアンテナパターンの少なくとも１つが、互いに隣り合うエンボス行間領域を含む領域内に敷設されているＩＣカードが開示されている。

このＩＣカードによれば、隣り合うエンボス行とエンボス行の行間の中心を含む領域に、アンテナパターンが少なくとも一本は敷設されるので、エンボス加工によっても断線を防ぐことができる優れた技術である。

しかしながらもう一方の問題である、ＩＣカードの層間の接着強度を向上させ、耐久性および信頼性を更に向上させることは配慮されていない。ＩＣカードの層間の接着強度が弱い部分としては、特に金属箔からなるアンテナパターンと接着層との接着強度が、カード基材と接着層または接着層と接着層の接着強度と比較して弱い、という問題を改善することができる技術が求められている。

特開２００４−２０６５５９号公報

上記の問題点を解決するため、本発明は、非接触通信機能を備えたＩＣカードのアンテナパターンと接着層との接着力を向上可能なアンテナを備えたインレットを使用した非接触通信機能を備えたＩＣカード提供することを課題とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、アンテナ基材上に備えられた金属箔からなるアンテナとそのアンテナに接続されたＩＣチップまたはＩＣモジュールを備えたインレットと、カード基材と、を積層してなる非接触通信機能を有するＩＣカードにおいて、
アンテナの線幅が１ｍｍを超える部分には、金属箔を除去した複数の金属箔除去部が、
離間距離を隔てて二次元的に配置されており、
該離間距離が、１ｍｍ以下であることを特徴とする非接触通信機能を有するＩＣカードである。

また、請求項２に記載の発明は、前記金属箔除去部の形状が円形または矩形であることを特徴とする請求項１に記載の非接触通信機能を有するＩＣカードである。

また、請求項３に記載の発明は、前記金属箔がＡｌ箔またはＣｕ箔であることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触通信機能を有するＩＣカードである。

また、請求項４に記載の発明は、前記ＩＣカードのエンボス加工を行うエンボス領域に配置されるアンテナの線幅が、前記エンボス領域以外のアンテナの線幅より太いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の非接触通信機能を有するＩＣカードである。

本発明の非接触通信機能を有するＩＣカードは、エンボス領域におけるアンテナを形成する金属箔の一部を除去した複数の金属箔除去部が離間距離を隔てて二次元的に配置されており、隣接する金属箔除去部との離間距離が１ｍｍ以下である。そのため、ＪＩＳ Ｘ
６３０１、６３０５−１に基づくカードの剥離強度試験にてスパイク状の剥離強度低下部が発生しても、スパイクの幅を１ｍｍ以下にすることができ、ＪＩＳ Ｘ ６３０１に規定する剥離強度規格値０．３５Ｎ／ｍｍを下回っている部分が存在しても、規格を満足させることができる。

また、金属箔の一部を除去しているため、その部分のアンテナとカード基材との剥離強度が、金属箔を除去しない場合に比べ向上する。

本発明のインレットを例示する上面図。 本発明のインレットを使用して作製した非接触通信機能を備えたＩＣカードの一例を示す断面図。 本発明のインレットに備えられたアンテナのエンボス領域における金属箔除去部の形態の一例を示す上面拡大図。 本発明のインレットに備えられたアンテナのエンボス領域における金属箔除去部の形態の一例を示す上面拡大図。 従来のインレットを例示する断面図。 従来のインレットを例示する上面図。 従来のインレットを使用した非接触通信機能を備えたＩＣカードの一例を示す断面図。

本発明の非接触通信機能を備えたＩＣカードについて、図１〜図４を用いて説明する。
図１は、本発明の非接触通信機能を備えたＩＣカードに使用するインレット１０の一例を示す上面図、図２は、図１に対応した断面図、である。インレット１０は、アンテナ基材５の表面に金属箔からなるアンテナ２とアンテナ２に備えられた接続端子（図示せず）に、ＩＣチップ（またはＩＣモジュール）１が電気的に接続されているものである。ＩＣカードのエンボス領域に対応したインレット１０のエンボス領域３におけるアンテナ２−１は、エンボス領域３以外のアンテナ２の線幅より太くなっている。

図３と図４は、インレット１０のエンボス領域３におけるアンテナ２−１を拡大して見た上面図の例を示している。アンテナ２−１には、金属箔を除去した複数の金属箔除去部
４を備えている。

複数の金属箔除去部４は、互いに１ｍｍ以下の離間距離ｄにて二次元的に配置されている。図３は、金属箔除去部４の形状が円形である場合を例示している。図４は、金属箔除去部４の形状が矩形である場合を例示している。ここで離間距離ｄは、隣接する金属箔除去部４のうち、最も近距離にある金属箔除去部４の中心を結ぶ直線上において、金属箔除去部４の端部間の距離を示すとする。

図３および図４は、それぞれ同じ形状で大きさの円形および矩形の金属箔除去部４が、マトリクス状に、等距離で配置された場合を例示しているが、同じ形状と大きさの金属箔除去部であることに限定する必要はない。またマトリクス状に配置されていることに限定する必要もなく、離間距離が１ｍｍ以下であれば良い。離間距離が１ｍｍ以下であれば、離間距離が一定の値でなく、異なっていても良い。

図２は、本発明のインレット１０を使用して作製した非接触通信機能を備えたＩＣカード１００の一例を示す断面図である。
本発明の非接触通信機能を備えたＩＣカード１００は、アンテナ基材５上に備えられた金属箔からなるアンテナ２とそのアンテナ２に接続されたＩＣチップ１（またはＩＣモジュール）を備えたインレット１０と、カード基材５と、を積層してなる非接触通信機能を有するＩＣカードである。

ＩＣカード１００のエンボス加工を行うエンボス領域に対応したインレット１０のエンボス領域３におけるアンテナ２−１には、金属箔を除去した複数の金属箔除去部４が、離間距離ｄを隔てて二次元的に配置されている（図３、図４参照）。
本発明の非接触通信機能を有するＩＣカード１００においては、その離間距離ｄが１ｍｍ以下であることが特徴である。

離間距離ｄが、１ｍｍ以下であると、ＪＩＳ Ｘ ６３０１、６３０５−１に基づくカードの剥離強度試験にてスパイク状の剥離強度低下部が発生した場合であっても、スパイクの幅を１ｍｍ以下にすることができるため、ＪＩＳ Ｘ ６３０１に規定する剥離強度規格値０．３５Ｎ／ｍｍを下回っている部分が存在しても、規格を満足させることが可能となるためである。

（アンテナ基材）
ＩＣカードに使用されるインレット１０のアンテナ基材５としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどの樹脂フィルムを好適に使用することができる。ＰＥＴ以外の樹脂フィルムとしては、例えばＰＥＮ（グポリエチレンナフタレート）などを挙げることができる。

（アンテナ）
アンテナ基材５の表面に、金属箔を使用してアンテナパターンを形成することによって、アンテナ２を形成する。ここで金属箔とは、アルミニウム箔、銅箔、鉄、その他の金属、合金からなる金属箔でも良いし、アルミニウムや銅などの金属をスパッタリングやイオンプレーティング、真空蒸着などの薄膜形成手段を用いた金属薄膜を含んでも良い。金属箔をアンテナ基材２に密着させる手段としては、接着層を介して接着する方法が一般的だが、金属箔の片面を粗化しておき、アンテナ基材２とその粗化面を熱圧着させることもできる。いずれの方法で作製しても良い。

これらの金属箔や金属薄膜をパターン化してアンテナを形成する方法としては、金属箔や金属薄膜上にエッチングレジストパターンを形成する手段と、エッチングレジストパタ
ーンから露出している金属箔や金属薄膜をエッチング液により除去する手段と、エッチングレジストパターンを除去する手段と、を備えている製造工程によって実施可能である。

エッチングレジストパターンを形成する手段としては、感光性の無い液状のエッチングレジストを印刷する方法や、感光性のエッチングレジストを使用する方法がある。感光性のエッチングレジストには、液状のものとドライフィルム状のものがある。液状のものは、感光性の無いエッチングレジストと同様に印刷によって塗工することが可能である。また各種の塗布方法を適用して塗工することができる。

感光性のエッチングレジストを塗工した後、溶剤を揮発させるための乾燥工程を経て、次の露光工程を実施する。露光工程では、所望のパターンを有するフォトマスクを使用してエッチングレジストに露光を行う。次に、現像工程による処理を経て、所望のパターンを有するエッチングレジストパターンが金属箔または金属薄膜上に形成される。このエッチングレジストパターンをエッチングマスクとして、次のエッチング液により除去する手段（エッチング工程）によって、アンテナが形成される。形成されたアンテナ上のエッチングレジストパターンは、次のエッチングレジストパターンを除去する手段（または工程）にて除去される。また、エッチングレジストパターンを除去せずに残留させても良い。

上述したアンテナ２の製造方法と同じ手段を用いて、同時にエンボス領域３のアンテナ２−１を製造することができる。エンボス領域のアンテナ２−１は、エンボス領域３以外のアンテナ２と比べ、線幅が広くなっている。その理由は、エンボスにより、アンテナが切断されるのを防ぐためである。

（カード基材）
本発明の非接触通信機能を備えたＩＣカード１００に使用されるインレット１０の表裏面に接着されるカード基材８としては、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴ−Ｇ（グリコール変性のＰＥＴ）、などを挙げることができる。ＰＶＣの環境問題からＰＥＴ−Ｇが多用されるようになってきている。

（接着剤）
接着剤には、アンテナ基材５に金属箔を接着させる接着剤Ａ６と、インレット１０の表裏面にカード基材８を接着させる接着剤Ｂ７がある。

（接着剤Ａ）
接着剤Ａとしては、アンテナ基材５の樹脂と金属箔の材質によって、それらの両方に良好な接着性を示す接着剤であれば特に限定する必要はない。

（接着剤Ｂ）
接着剤Ｂとしては、接着剤Ａの樹脂と金属箔の材質によって、それらの両方に良好な接着性を示す接着層であれば特に限定する必要はない。

（インレットの製造方法）
本発明の非接触通信機能を備えたＩＣカード１００に使用されるインレット１０の製造方法としては、従来の製造方法を好適に使用することができる。
まず、アンテナ基材５上に、金属箔を、接着剤Ａ６を介して接着するか、金属薄膜層を形成する。

次に、エッチングレジストパターンを形成してエッチングマスクを形成する。具体的な手段としては、上述したアンテナの説明で示したとおりである。

次に、エッチング液を使用して、エッチングマスクから露出している部分の金属箔または金属薄膜層を除去する。

次に、エッチングマスクを除去することにより、アンテナ基材５上にアンテナ２が形成される。このアンテナ２の形成と同時に、エンボス領域３のアンテナ２−１の形成も行う。なお、エッチングマスクは、除去せずに残しても構わない。

次に、アンテナ２の形成と同時に、アンテナ２の端部に形成されたＩＣチップ１またはＩＣモジュールとの電気的な接続に使用する接続端子にＩＣチップ１またはＩＣモジュールを電気的に接続する。電気的な接続には、導電性フィルムを使用しても良いし、はんだ付けやロウ付けを使用しても良い。この様にして、本発明の非接触通信機能を備えたＩＣカード１００に使用するインレット１０を製造することができる。

（ＩＣカードの製造方法）
本発明の非接触通信機能を備えたＩＣカード１００の製造方法は、上述したインレット１０の表裏面に、カード基材８を、接着剤Ｂ７を介して接着することによって製造することができる。

次に、エンボス領域３に、エンボスすることにより、本発明の非接触通信機能を備えたＩＣカード１００を製造することができる。

次に、本発明の実施例について説明する。

＜実施例１＞
アンテナ基材として厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムを使用し、厚さ３５μｍのアルミニウム箔を、接着層を介して貼り合せた材料を用意した。その材料のアルミニウム箔側にスクリーン印刷により、溶剤可溶性のエッチングレジストを印刷し、アンテナパターンとは逆のパターンを印刷した。アルミニウム箔のエッチング処理にはＰＡＮ（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ−Ａｃｅｔｉｃ−Ｎｉｔｒｉｃ−ａｃｉｄ）液を使用した。エッチング後に、エッチングレジストを溶剤に浸漬することにより除去した。

このようにして、ＰＥＴフィルム上に金属箔としてアルミニウム箔からなるアンテナを形成した。形成したアンテナのうち、ＩＣカードのエンボス加工を施す領域（エンボス領域）におけるアンテナの線幅を５ｍｍとした。このエンボス領域のアンテナには、直径０．４ｍｍの円形のアルミニウム箔を除去した金属箔除去部を形成した。金属箔除去部はマトリクス状に配置し、隣接する円形の金属箔除去部の離間距離を、すべて１ｍｍとした。
なお、エンボス領域以外のアンテナの線幅は１ｍｍとした。

次に、アンテナに形成してあるＩＣチップ（またはＩＣモジュール）との接続端子にＩＣチップをはんだ付けし、インレットを作製した。

次に、カード基材として、ＩＣカードのトータル厚さが、０．６８ｍｍ〜０．８４ｍｍの範囲に入る厚さのＰＥＴ−Ｇを選定し、熱可塑性樹脂からなる接着層を介して、熱ラミネートした。

次に、打ち抜き加工を行う事によって、個片化された本発明の非接触通信機能を備えたＩＣカードを作製した。
次に、エンボス領域にエンボス加工を行って、ＩＣカードを作製した。

なお、ＩＣカードとしては、ＪＩＳ Ｘ６３０１：２００５（ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１６
：２００３）の規格に沿ったカード寸法とした。
また、ＩＣカードに形成するエンボス領域は、ＪＩＳ Ｘ６３０２−１：２００５（ＩＳＯ／ＩＥＣ７８１１−１：２００２）の規格に沿った領域に形成した。

＜実施例２＞
下記の点を除き、実施例１と同様とした。
アンテナ基材の厚さ：３０μｍ
エンボス領域におけるアンテナの線幅：４ｍｍ
金属箔除去部の形状：矩形（一辺の長さが０．４ｍｍの正方形）
カード基材 ：ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）

＜実施例３＞
下記の点を除き、実施例１と同様とした。
金属箔 ：銅箔

次に、比較例について説明する。

＜比較例１＞
隣接する円形の金属箔除去部の離間距離を、すべて１．５ｍｍとした以外は、実施例１と同様とした。

＜比較例２＞
隣接する円形の金属箔除去部の離間距離を、すべて２ｍｍとした以外は、実施例１と同様とした。

＜比較例３＞
エンボス領域におけるアンテナの線幅を、２ｍｍとした以外は、実施例１と同様とした。

＜評価＞
実施例１〜３と比較例１〜３で作製したＩＣカードについて、カードの剥離強度試験規格（ＪＩＳ Ｘ ６３０１と６３０５−１）に基づいて試験を行った結果、実施例１〜３については、すべて金属箔の接着強度が弱い部位で発生する尖った形状の剥離部であるスパイクの幅が１ｍｍ未満であり、すべて試験規格に合格することができた。
一方、比較例１と２においては、スパイクの幅が１ｍｍ以上となったため、試験規格に合格することができなかった。比較例３においては、エンボス加工により、エンボス領域のアンテナに断線が生じたため、良好なＩＣカードを作製できなかった。

１・・・ＩＣチップ（またはＩＣモジュール）
２・・・アンテナ
２−１・・・エンボス領域のアンテナ
３・・・エンボス領域
４・・・金属箔除去部
５・・・アンテナ基材
６・・・接着剤Ａ
７・・・接着剤Ｂ
８・・・カード基材
１０、１０´・・・インレット
１００、１００´・・・ＩＣカード
ｄ・・・離間距離

Claims (4)

1. アンテナ基材上に備えられた金属箔からなるアンテナとそのアンテナに接続されたＩＣチップまたはＩＣモジュールを備えたインレットと、カード基材と、を積層してなる非接触通信機能を有するＩＣカードにおいて、
   アンテナの線幅が１ｍｍを超える部分には、金属箔を除去した複数の金属箔除去部が、離間距離を隔てて二次元的に配置されており、
   該離間距離が１ｍｍ以下であることを特徴とする非接触通信機能を有するＩＣカード。
2. 前記金属箔除去部の形状が円形または矩形であることを特徴とする請求項１に記載の非接触通信機能を有するＩＣカード。
3. 前記金属箔がアルミニウム箔または銅箔であることを特徴とする請求項１または２に記載の非接触通信機能を有するＩＣカード。
4. 前記ＩＣカードのエンボス加工を行うエンボス領域に配置されるアンテナの線幅が、前記エンボス領域以外のアンテナの線幅より太いことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の非接触通信機能を有するＩＣカード。