JP4343297B2

JP4343297B2 - Ｉｃカード用基板およびその製造方法

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Publication number: JP4343297B2
Application number: JP34076498A
Authority: JP
Inventors: 市川　　章
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: JP2000163551A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カード用基板であって、特に、基板シートが誘電体として導電体部分に挟まれて形成されたコンデンサを設けているカード用基板に関する。また、本発明は、該カード用基板の製造方法であって、基板シートの両面をそれぞれ別々にパターン形成をする必要のない製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セキュリティの強化および記憶情報量の大容量化などの高い性能を有することから、ＩＣカード等のカードの需要が急激に増大している。近年では、例えば、特開平９−３０１６８号公報、および特開平１０−９７６０２号公報などにあるように、そのＩＣカードのさらなる薄型化、平坦化、および曲げ外力に対する強化などを達成しようと多くの努力がなされている。
【０００３】
また、製造方法においても簡便で精度の高い方法が求められている。
【０００４】
従来法では、基板上に電子部品を配置したのち、樹脂を充填硬化させて薄型のＩＣカードを製造する方法が採られている。このＩＣカードに用いられる基板は、ＩＣチップ、コイルアンテナ、コンデンサ等が配置されている。この中でコンデンサは、ＩＣチップの中にメモリ等と共に集積され、ワンチップ化されているものが多い。しかし、ＩＣカードの薄型化に伴うＩＣチップの薄型化は、コンデンサ容量を確保することが困難となる。そこで、コンデンサ部分をＩＣチップの外に出し、ＩＣチップの薄型化および小型化を図っている。
【０００５】
そして、ＩＣチップから外に出したコンデンサに、従来ではチップコンデンサなどを用いていたが、チップコンデンサを用いると、今度は、実装した場合に突起部分がでてきてしまい、その突起部分を無くし平坦化するためにカードが厚くなるという問題が生じてくる。そこで、シート状コンデンサ（例えば、特開平１０−１３５５８７号公報）が用いられるようになってきたが、それでも厚みの問題は解決できなかった。
【０００６】
そこで、ポリエステルなどの基板シートをコンデンサの誘電体部分とみなして、基板シートを挟むように導電物質をプリントすることによってコンデンサを設ける方法が近年採られてきている。これによって全ての実装部品を薄型化し、平坦化することができ、ＩＣカードも極めて薄くすることが可能となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した方法を採ることによって、日々薄型化しているＩＣチップを実装するのみで、あとのコイルアンテナおよびコンデンサなどは基板シートにパターン形成することになり、より一層の薄型化が可能となってきている。しかし、この方法によると、コンデンサを設けるために、基板シートの両面にパターン形成をしなければならない。つまり、基板シートの表面に、コイルアンテナおよびコンデンサを形成する導電体部分の一方のパターン形成をしたあと、同様にして、裏面に該コンデンサの導電体部分の他方をパターン形成しなければならない。加えて、表面と裏面の回路を導通させるために、スルーホールを設けてさらに導電処理をしなければならず、カード形プリント基板を製造する工程がより複雑化する。また、製造コストも高くなる。
【０００８】
さらに、コンデンサを形成する表面と裏面の導電体部分のパターンの位置あわせも、そのパターンが少しでもずれると電気的な無駄が発生してしまうという問題も生じる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するためになされたＩＣカード用基板は、表基板シートと裏基板シートを有し、表基板シートの表面にコンデンサの一方の導電体部分がパターン形成され、裏基板シートの表面に該コンデンサの他方の導電体部分がパターン形成されたＩＣカード用基板であって、表基板シートと裏基板シートが積層され、表基板シート上の一方の導電体部分と裏基板シート上の他方の導電体部分が基板シートを介して対をなしてコンデンサを形成しており、コンデンサは２個設けられ、２個のコンデンサは、２個のコンデンサの該裏基板シート上の他方の導電体部分どうしを導通するように導線部によって連結されている。
【００１０】
このＩＣカード用基板の積層された表基板シートと裏基板シートは、一枚からなる基板シートを折りたたむことによって構成されていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明では、前述のＩＣカード用基板を用いるカードも提供している。
【００１２】
さらに、上述したＩＣカード用基板の製造方法、つまり表基板シートと裏基板シートを有し、表基板シートの表面にコンデンサの一方の導電体部分がパターン形成され、裏基板シートの表面に該コンデンサの他方の導電体部分がパターン形成され、表基板シート上の一方の導電体部分と裏基板シート上の他方の導電体部分が基板シートを介して対をなしてコンデンサを形成しており、コンデンサは２個設けられ、２個のコンデンサは、２個のコンデンサの該裏基板シート上の他方の導電体部分どうしを導通するように導線部によって連結されているＩＣカード用基板の製造方法は、表基板シートに２個のコンデンサの一方の導電体部分を形成する工程と、裏基板シートに２個のコンデンサの他方の導電体部分を形成する工程と、２個のコンデンサの該裏基板シート上の他方の導電体部分どうしを導通するように２個のコンデンサを連結する導線部を形成する工程と、基板シートの表基板シートと裏基板シートを積層して接合する工程と、を具えている。
【００１３】
ここで、基板シートの表基板シートと裏基板シートを積層して接合する工程が、一枚からなる基板シートを折りたたんで接合する工程であることが好ましく、さらに、この工程が、一枚からなる基板シートの表基板シートと裏基板シートの境界線に、折り目を形成する工程と、折り目で、裏基板シートの部分を折り曲げる工程と、重ねられた部分を接合する工程とを具えることが好ましい。
【００１４】
以下、本発明についてさらに詳細に記載する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明は、基板シートを誘電体として導電体部分で挟んで形成されたコンデンサを設けたカード用基板の提供、また、このカード用基板の容易で、なおかつ生産コストが低く精度の高い製造方法を提供することを目的としている。
【００１６】
本発明におけるカード用基板の構造を、図を参照しながら説明する。
【００１７】
図１（ａ）は本発明におけるカード用基板の例の正面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ′線における断面図である。１はカード用基板、２は基板シート、２ａは表基板シート、２ｂは裏基板シート、３はコイルアンテナ、４は電子部品接続部、５はコンデンサ上部（表基板シート上に設けたコンデンサの一方の導電体部分）、６はコンデンサ下部（裏基板シート上に設けたコンデンサの他方の導電体部分）、７はジャンパー部、８は接着剤、１０は折り目、および１２は２個のコンデンサ下部６どうしを導通させる導線部を示す。
【００１８】
図２（ａ）は本発明におけるカード用基板の例の展開図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。
【００１９】
図１および図２に示すカード用基板に設けられたコンデンサは、コンデンサ上部５およびコンデンサ下部６の導電体部分と表基板シート２ａと裏基板シート２ｂが接合されてなる誘電体部分の構成からなる。表基板シート２ａと裏基板シート２ｂの接合は、図１および図２のように一枚の基板シートを折り目１０で折りたたむことによって貼り合わせることが好ましい。
【００２０】
次に、このカード用基板１の製造方法を図２を参照しながら説明する。
【００２１】
まず、基板シート２の同一面に、図２（ａ）のようにコイルアンテナ３、電子部品接続部４、コンデンサ上部５、コンデンサ下部６、および導線部１２をパターン形成する。
【００２２】
ここで、用いられる基板シート２は、耐熱性、柔軟性、印刷適性（密着適性）、および折り曲げ性が良好であれば特に限定しないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート、ポリプロピレン（ＰＰ）シート、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）シート、ポリカーボネート（ＰＣ）シート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）シート、ポリイミド（ＰＩ）シートなどが挙げられ、好ましくはＰＥＴシートである。
【００２３】
また、この基板シート２の厚さは、１０〜２５０μｍであり、好ましくは２５〜１２５μｍである。基板シート２の厚さがこの範囲であれば、印刷、積層等の作業性が良好となり、カードも充分な柔軟性が得られる。
【００２４】
さらにこの基板シート２は、パターン形成面との反対面に離形シート９を接着剤８を介して設けている。
【００２５】
ここで、用いられる接着剤８としては、ポリエステル系、フェノール樹脂系、尿素樹脂系、メラミン系、エポキシ系、シアノアクリル系などが挙げられ、ヒートシール型、熱硬化型、感圧型の接着剤が用いることができ、最も好ましくはポリエステル系ヒートシール接着剤である。この接着剤の厚さは、１〜５０μｍ、好ましくは５〜２５μｍである。
【００２６】
離形シート９としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート、ポリプロピレン（ＰＰ）シート、ポリエチレン（ＰＥ）シート、グラジン紙、ラミネート紙などのシート材の片面に離形処理したものが挙げられる。
【００２７】
パターン形成としては、導電性インキを使用してスクリーン印刷等によって基板シートに直接、回路の導電部分を形成する方法と、銅等の金属箔と基板シートを接着剤で貼り合わせたシートにレジストインキを回路の導電部分のパターンに合わせて印刷した後、エッチングにより該パターン以外の金属箔を除去し、その後レジストを剥膜する方法が用いることができる。
【００２８】
コイルアンテナ３、電子部品接続部４、コンデンサ上部５、およびコンデンサ下部６が印刷されたら、次いで回路内の端子間を接続するために、ジャンパー部７を形成する。つまり、回路内の端子間に絶縁体をおき、その上に導電性インキを印刷することによって、回路内の遮断された箇所をつなぐ。こうすることによって、コイルアンテナ３の内側と外側を導通させることができる。
【００２９】
全てのパターン形成がされたら、表基板シート２ａと裏基板シート２ｂの境界線にはミシン目、ハーフカット、または全抜きを行うことが好ましく、これによって折り目１０を付与しやすいようにする。ミシン目によって折り目１０を設ける際は、導線部１２を切断しないようにミシン目を施す。
【００３０】
次に、離形シート９を剥がし、基板シート２の裏基板シート２ｂ部分を折り目１０で接着剤８が内面になるように貼り合わせる。このとき、パターン形成をする時点でコンデンサ上部５とコンデンサ下部６の重なり位置の整合性はとれているので、この折りたたみの工程では、容易に整合性がとれる。
【００３１】
最後に、貼り合わせの済んだ基板シート２を、熱ラミネータによって熱圧着させる。
【００３２】
本発明のカード用基板は前述のように一枚の基板シートを折りたたむことによって貼り合わせて製造する他に、図３（ａ）に示す表基板シート２ａと図３（ｃ）に示す裏基板シート２ｂの２枚を別個に用意し、表基板シート２ａにコイルアンテナ３、電子部品接続部４、コンデンサ上部５、ジャンパー部７を形成し、裏基板シート２ｂにコンデンサ下部６、導線部１２を形成した後、貼り合わせることによって製造してもよい。
【００３３】
ここで図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ′線における断面図であり、図３（ｄ）は図３（ｃ）のＤ−Ｄ′線における断面図である。
【００３４】
表基板シート２ａと裏基板シート２ｂを貼り合わせる際には、形成された回路がそれぞれ表面となるようにしてもよいし、図３（ｅ）のように電子部品接続部の形成されない基板シートの回路面を、もう一方の基板シート、つまり電子部品接続部の形成された基板シートが覆うように形成してもよい。図３（ｅ）は、表基板シート２ａの離形シート９をはがして裏基板シート２ｂと貼り合わせたものであり、この場合、裏基板シート２ｂ側の接着剤および離形シートは必要ない。また、このように貼り合わせを行えば、コンデンサの導電体部分の上部と下部との距離が小さくなり、コンデンサ容量を増やすことができる。
【００３５】
以上のようにして、本発明のカード用基板が製造される。
【００３６】
ここで、上述した図を用いた例では、一枚のカード用基板の製造において、二ヶ所に折り目のミシン目抜きをおこなったが、これは、一ヶ所で折り曲げるようにしてもよいし、図のように裏基板シート部分と表基板シート部分を横に並べるのではなく、縦に並べてもよい。
【００３７】
また、上述した例では、折りたたんで裏基板シートとなる部分は、ほぼ表基板シートと同じ面積となっているが、裏基板シートが必要となるのは、コンデンサのある部分のみなので、例えば、コンデンサの位置をカード用基板１の端に寄せて、裏基板シートとなる部分を他方の導電体部分の幅より少し広いところまでとすることができる。よって、折りたたんで裏基板シートとなる部分が、表基板シートと同じサイズであることは必ずしも必要ではなく、より小さくてもよい。
【００３８】
したがって、両面ではなく一面で全てのパターン形成が済むことによる製造の簡易化・容易化に加え、折りたたむ前の基板シートの一面の総面積が、所望するカード用基板の表面と裏面を合わせた、つまり表面の２倍の面積よりも少なくて済む。したがって、例えばパターン形成が銅箔をフィルムに貼り合わせて、エッチングにより行われた場合には、フィルムに貼り合わせる銅箔の面積も少なくて済むということになる。よって、作業の容易さに加えて材料コストを下げることに貢献している。
【００３９】
また、折りたたむまで、つまりパターン形成の間は、基板シートには、離形シートを貼付しているため、基板シートが、両面に印刷する時よりも半分近い厚さでも強度上支障がない。また、最終的に折り曲げて基板シートが二枚分になったとしても、最終製品としての厚さは、一枚の基板シートの両面に印刷を施した従来の基板の厚さと大きな差はない。また、基板シートが薄くなったことにより、基板シートが二枚の部分と一枚の部分ができても、その段差は、それほどの違いがでない。
【００４０】
また、本発明のカード用基板に形成されるコンデンサの容量は誘電体となる基板シート及び接着剤の材質と厚さに依存するが、適宜形成するコンデンサの面積を変えたり、形成されたコンデンサの一部を切除し、絶縁することによって、目的のコンデンサ容量を得ることができる。
【００４１】
図１および図３のようにカード用基板１はシート状のコンデンサが２個設けられ、これらを導通する導線部１２が２個のコンデンサ下部どうしを導通するように連結されているので、カード用基板１の両面に設けられた回路はスルーホールを形成することなく導通させることが可能となる。
【００４２】
ここでは、一枚のカード用基板の製造方法について記載したが、工業的には図４に示すように、ロール状に巻かれた基板シートに、連続的に何枚分かのプリント基板のパターン形成が行われ、折り目１０のミシン目を入れるときに同時に、外形抜き線１１で外形切り抜きが行われ、一枚のカード用基板のサイズに分けられ、各基板シートを折り曲げ、そして貼り合わせが行われる。
【００４３】
さらに、上述のようにして得られたカード用基板に、電子部品を実装および接続し、表裏面に表装シートを接着剤を介して積層し、カードを形成する。ここで用いる表装シートは、印刷適性および隠蔽性に優れたものが好ましく、具体的には基板シート２に使用されている材料の他、ポリエチレン（ＰＥ）シートなどが使用可能である。また、接着剤も、前述の接着剤１８と同じものが使用できる。
【００４４】
以下、実施例を用いて、より具体的に説明する。
【００４５】
【実施例】
基板シート２として厚さ３８μｍのＰＥＴフィルムを用いた。また、剥離処理された厚さ７５μｍのＰＥＴフィルムを離形シート９とし、この離形処理面にポリエステル系ヒートシール接着剤（東洋紡績社製、バイロン３０ＳＳ）８を厚さ５μｍとなるように塗布形成した。離形シート９の接着剤面を基板シート２の片面に１２０℃、６ｋｇ／ｃｍ² 、速度３ｍ／分で熱圧着し、基板シート２に接着剤８の層を設けた。この基板シート２の接着剤８の層を設けた面の反対面に、導電性インキとして、熱硬化性銀インキ（東洋紡績社製、ＤＷ２５０Ｈ−５）を用いて、コイルアンテナ３、コンデンサの導電体部分５および６、導線部１２、および電子部品接続部４のパターンを１５〜１８μｍの厚さで印刷した。次いで、１５０℃にて３分間で乾燥・硬化させ、縦８６ｍｍ、横１１０ｍｍのパターンの回路を図４に示すように横３列に並べ、縦に連続的になるように形成した。
【００４６】
次に、ジャンパー部７を設けるために、ＵＶレジストインキ（東洋紡績社製、ＦＣ２３０Ｇ）を３０〜４０μｍの厚さで、コイルをまたいで端子間を結ぶように印刷した。次いで、そのＵＶレジストインキの上に導電性インキ（東洋紡績社製、ＤＷ２５０Ｈ−５）を１５〜１８μｍの厚さで端子間を接続するように印刷して、ジャンパー部７を形成した。
【００４７】
この基板シート２を、表基板シート２ａと裏基板シート２ｂの境界線の折り目１０として図２に示すように各パターンの両端から２７ｍｍの位置に縦方向に、ミシン目抜きを行った。また、同時に各パターンの流れ方向（図４のＭＤ方向）の境界線に沿って、基板シート２、接着剤８、及び離形シート９を完全切断した。ミシン目抜きを行う際にはコンデンサどうしを導通する導線部１２が切断されないパターンとなるように設定した。
【００４８】
次いで、基板シート２から離形シート９を剥離しながら、基板シート２を折り目１０で折り曲げ、重なった表基板シート２ａと裏基板シート２ｂを熱ラミネータを用いて１２０℃、圧力６ｋｇ／ｃｍ² 、速度３ｍ／分の条件下で熱圧着した。このとき、導電性インキで印刷されたコンデンサの導電体部分の上部と下部は、位置の整合性がとれてぴったり対をなして重なりあった。
【００４９】
最後に各パターンの幅方向（図４のＣＤ方向）の境界線に沿って、完全に切断することによりカード用基板を得た。この基板の厚さは８６μｍであった。
【００５０】
得られたカード用基板１に、ＩＣチップ（縦４ｍｍ、横５ｍｍ、厚さ５０μｍ）を異方性導電接着剤（東芝ケミカル社製：ＸＡＰ００１７Ａ）を使用して、実装を行い、ＩＣチップ実装済みカード用基板を作成した。
【００５１】
次に、このＩＣチップ実装済みカード用基板の表裏面に、表装シートとして、厚さ５０μｍの白色ＰＥＴシート（東レ社製、Ｅ２０）にポリエステル系ヒートシール接着剤（東洋紡績社製、バイロン３０ＳＳ）を１５μｍの厚さで塗布したものを用いて、加熱ラミネート（１２０℃、２０ｋｇ／ｃｍ² ）を両面とも行った。
【００５２】
このようにして、平坦で薄型のＩＣカード（厚さ０．２５ｍｍ）を得ることができた。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の方法によると、基板シートの一面のみの印刷によって、カード用基板を得ることができる。したがって、従来のように、表基板側と裏基板側の回路を別々の工程で形成する必要がなくなる。また、電気回路を導通するためのスルーホールを形成する必要もない。よって、本発明によれば、基板シートを裏返すことなく、一面の処理のみで全てのパターン形成が済む。また、一枚のシートから折り曲げられた場合、コンデンサの導電体部分の整合性も取り易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明におけるカード用基板の例の正面図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のＡーＡ′線における断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明におけるカード用基板の例の展開図であり、（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ′線における断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明における表基板シートの正面図であり、（ｂ）は、図３（ａ）のＣ−Ｃ′線における断面図であり、（ｃ）は、裏基板シートの正面図であり、（ｄ）は、図３（ｃ）のＤ−Ｄ′線における断面図であり、（ｅ）は、図３（ｂ）と図３（ｄ）を重ねて得られた基板基板シートの例を表す断面図である。
【図４】本発明によるカード用基板の工業的製造における例を表す図である。
【符号の説明】
１カード用基板
２基板シート
２ａ表基板シート
２ｂ裏基板シート
３コイルアンテナ
４電子部品接続部
５コンデンサ上部
６コンデンサ下部
７ジャンパー部
８接着剤
９離形シート
１０折り目
１１外形抜き線
１２導線部

Claims

表基板シートと裏基板シートを有し、表基板シートの表面にコンデンサの一方の導電体部分がパターン形成され、裏基板シートの表面に前記コンデンサの他方の導電体部分がパターン形成されたＩＣカード用基板であって、前記表基板シートと裏基板シートが積層され、前記表基板シート上の一方の導電体部分と前記裏基板シート上の他方の導電体部分が基板シートを介して対をなしてコンデンサを形成しており、コンデンサは２個設けられ、２個のコンデンサは、２個のコンデンサの前記裏基板シート上の他方の導電体部分どうしを導通するように導線部によって連結されており、
前記表基板シートと前記裏基板シートは、前記他方の導電体部分の１つと、前記一方の導電体部分の２つと、前記他方の導電体部分の１つとの間の境界線に形成された２ヶ所の折り目を有する一枚の前記基板シートを、該２ヶ所の折り目で折りたたむことにより積層されている
ことを特徴とするＩＣカード用基板。
請求項１に記載のＩＣカード用基板を用いることを特徴とするＩＣカード。
表基板シートと裏基板シートを有し、表基板シートの表面にコンデンサの一方の導電体部分がパターン形成され、裏基板シートの表面に前記コンデンサの他方の導電体部分がパターン形成され、前記表基板シート上の一方の導電体部分と前記裏基板シート上の他方の導電体部分が基板シートを介して対をなしてコンデンサを形成しており、コンデンサは２個設けられ、２個のコンデンサは、２個のコンデンサの前記裏基板シート上の他方の導電体部分どうしを導通するように導線部によって連結されているＩＣカード用基板の製造方法であって、
表基板シートに２個のコンデンサの一方の導電体部分を形成する工程と、
裏基板シートに２個のコンデンサの他方の導電体部分を形成する工程と、
２個のコンデンサの前記裏基板シート上の他方の導電体部分どうしを導通するように２個のコンデンサを連結する導線部を形成する工程と、
前記基板シートの表基板シートと裏基板シートを積層して接合する工程であって、一枚からなる前記基板シートの、前記他方の導電体部分の１つを含む前記裏基板シートと、前記一方の導電体部分の２つを含む前記裏基板シートと、前記他方の導電体部分の１つを含む前記裏基板シートとの間の境界線に２ヶ所の折り目を形成する工程と、前記２ヶ所の折り目で前記裏基板シートの部分を折り曲げる工程と、重ねられた部分を接合する工程とを具える工程と、
を具えることを特徴とするＩＣカード用基板の製造方法。