JP4400982B2

JP4400982B2 - 非接触ｉｃカード

Info

Publication number: JP4400982B2
Application number: JP2000047633A
Authority: JP
Inventors: 賢治今
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-02-24
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2020-02-24
Also published as: JP2001236482A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触で外部との通信を行うことができる非接触ＩＣカードに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＣカードは、接続端子を介してデータ通信を行う接触ＩＣカードと、アンテナコイルを通じて電磁誘導により通信を行う非接触ＩＣカードに分類され、接触ＩＣカードは、主に決済用途に用いられ、非接触ＩＣカードは、主に交通システム等のゲートアクセス管理に用いられている。
【０００３】
図７は、非接触ＩＣカード１００の内部構成を示す図である。非接触ＩＣカード１００は、カード基材１０８に少なくとも１つのアンテナコイル１０１と、アンテナコイル１０１に接続されたＩＣチップ１０２とが設けられており、アンテナコイル１０１を通じて、図示しない外部装置であるリーダライタから送出される交流電磁波の受信を行い、電力供給及び信号送受信を行うことによりカードとリーダライタとの間の通信が行われている。
また、近年、接触ＩＣカードの機能と非接触ＩＣカードの機能を１つのＩＣチップで併せ持つ接触／非接触共用ＩＣカードが開発されている。
【０００４】
非接触ＩＣカード及び接触／非接触共用ＩＣカードには、ＩＣチップをアンテナコイルと一体化した後に、シートを被せて、熱及び圧力を加えて製造したものがあった。
しかし、このようにして製造したＩＣカードは、製造時にＩＣチップに熱及び高い圧力が長時間かかり、ＩＣチップが破損してしまうことがあり、歩留まりが悪かった上に、製造工程に時間がかかり、量産性が悪かった。また、カードに特殊印刷等の付加機能を付けることができなかった。
【０００５】
このようにして製造された、非接触ＩＣカード及び接触／非接触共用ＩＣカードの他に、カード基材にＩＣチップを埋設して一体化したＩＣカードがあった。
図８は、カード基材にＩＣチップを埋設して一体化した接触／非接触共用ＩＣカードの概略を説明する図である。従来の接触／非接触共用ＩＣカード１１０は、アンテナコイル１１１を有するカード基材１１８に設けられた穴部１１８ａに、表面に複数の接触端子１１２ａを設けたＩＣチップ１１２を配置して１枚のカードの形態をなしている。
【０００６】
図９は、従来の接触／非接触共用ＩＣカード１１０におけるＩＣチップ１１２部分の断面図である。図９（ａ）は、製造過程を示す図であり、図９（ｂ）は、完成品を示す図である。ＩＣチップ１１２は、ＣｈｉｐＯｎＴａｐｅ（ＣＯＴ）等の実装方法により製造され、ＩＣチップ１１２の裏面には、アンテナコイル１１１に設けられたアンテナ端子部１１１ａと電気的に接続をするＩＣチップ端子部１１２ｂが設けられている。ＩＣチップ１１２の裏面であって、ＩＣチップ端子部１１２ｂがない部分に接着シート１１３が貼り付けらた後、ＩＣチップ端子部１１２ｂの上に導電接着剤１１４を塗布し、これを穴部１１８ａに挿入後、加熱及び加圧を短時間行い、ＩＣチップ１１２をカード基材１１８に接着固定して一体化している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の接触／非接触共用ＩＣカード１１０は、図９（ｂ）に示すように、アンテナ端子部１１１ａとＩＣチップ端子部１１２ｂとの間にあるべき導電接着剤１１４が、本来接着シート１１３により接着されるべき部分の上にも広がってしまったり、接着剤が混合してしまったりして、接着シート１１３によるＩＣチップ１１２の接着強度が低下することが多かった。そのため、従来の接触／非接触共用ＩＣカード１１０は、アンテナ端子部１１１ａの曲げ負荷に対して特に弱かった。
【０００８】
本発明の課題は、ＩＣチップに負担がかからずに、強度も高く、量産性に優れた非接触ＩＣカードを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。尚、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、請求項１の発明は、カード基材（１８）と、前記カード基材内にあって、外部と通信を行うアンテナコイル（１１）と、少なくとも前記アンテナコイルを介して外部と通信を行う機能を有し、基板と、前記基板の裏面に設けられるＩＣチップ本体部（１２ｃ）と、前記基板の裏面に設けられるＩＣチップ端子部（１２ｂ）とを備え、前記カード基材に設けられた穴部に配置されるＩＣチップ（１２）と、前記アンテナコイルに設けられたアンテナ端子部（１１ａ）と、前記ＩＣチップ端子部と前記アンテナ端子部との間の電気的接続を行う導電手段（１４）と、前記ＩＣチップを前記カード基材の接着部（１８ｃ）に接着固定する接着手段（１３）とを備える非接触ＩＣカードにおいて、前記穴部（１８ａ）は、底面が前記接着部であり、前記接着手段（１３）を介して前記基板の裏面と接着され、前記カード基材の厚み方向における前記ＩＣチップの位置決めをする第一凹部（１８ｃ）と、前記第一凹部の内側を窪ませて設けられ、前記ＩＣチップ本体部との間に間隙を有して前記ＩＣチップ本体部を収容する第二凹部（１８ｄ）と、前記第二凹部の周縁部であって前記第一凹部及び前記第二凹部の間の部分に段状に形成され、前記アンテナ端子部がその底面に露出し、前記導電手段が充填される空間を形成する第三凹部（１８ｅ）と、前記第一凹部の外側を窪ませて設けられた外周溝（１８ｆ）と、を備え、前記ＩＣチップ本体部及び第二凹部との前記間隙は、前記第三凹部に充填された前記導電手段の余剰部材が前記穴部内側の方向へ逃げる第一空間を形成し、前記外周溝は、前記第一凹部の前記接着部と前記基板の裏面とを接着する前記接着手段の余剰部材が前記穴部周縁側の方向へ逃げる第二空間を形成していること、を特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の非接触ＩＣカードにおいて、前記第三凹部（１８ｅ）及び前記第一凹部（１８ｃ）によって形成される段差（１８ｃ，１８ｅ）は、前記アンテナ端子部（１１ｃ）よりも前記接着部（１８ｃ）が前記穴部（１８ａ）の深さ方向において浅い位置となるように前記アンテナ端子部と前記接着部とを仕切る区画手段であること、を特徴とする非接触ＩＣカードである。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の非接触ＩＣカードにおいて、前記ＩＣチップ（１２）が前記接着手段（１４）によって前記接着部（１８ｃ）に接着された状態のとき、前記ＩＣチップ端子部（１２ｂ）は、前記第一凹部（１８ｃ）及び前記接着手段より前記穴部（１８ａ）の内側に位置すること、を特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の非接触ＩＣカードにおいて、前記第三凹部（１８ｅ）と前記外周溝（１８ｆ）とによって、前記第一凹部の前記接着部（１８ｃ）が凸形状となるように形成され、前記凸形状は、前記第一空間と前記第二空間とを仕切ること、を特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の非接触ＩＣカードにおいて、前記接着部（３８ｃ）と前記アンテナ端子部（３８ｅ）との境界部に凸状に設けられたガイド部（３８ｇ）を設けたことを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による接触／非接触共用ＩＣカードの第１実施形態の全体を示す図である。
尚、前述した従来例と同様の機能を果たす部分には、末尾に同一の符号を付して、重複する説明を適宜省略する。
接触／非接触共用ＩＣカード１０は、カード基材１８に設けられた穴部１８ａに、ＩＣチップ１２を埋設することにより、カードの形態をなしている。
【００１４】
ＩＣチップ１２は、ガラスーエポキシ製の基板上にＩＣがＣｈｉｐＯｎＴａｐｅ（ＣＯＴ）等の実装方法により製造された接触／非接触共用のＩＣチップである。ＩＣチップ１２の表面には、複数の接続端子１２ａが設けられており、接触方式により通信を行うことができる。ＩＣチップ１２の裏面には、アンテナコイル１１に設けられたアンテナ端子部１１ａと電気的に接続をするＩＣチップ端子部１２ｂが設けられている。
【００１５】
図２は、穴部１８ａを拡大して示した図であり、図２（ａ）は、一部を透視（破線）して示した斜視図であり、図２（ｂ）は、断面図である。
穴部１８ａは、第一凹部１８ｃ，第二凹部１８ｄ，第三凹部１８ｅ（＝１１ａ），外周溝１８ｆからなる１３×１２ｍｍの非貫通穴である。
【００１６】
第一凹部１８ｃは、ＩＣチップ１２を接着する面（接着部）であり、カード基材表面１８ｂからの深さが２００μｍである。
第二凹部１８ｄは、ＩＣチップ１２のＩＣ本体１２ｃが埋設される部分であり、ＩＣ本体１２ｃが干渉しないように、ＩＣ本体１２ｃよりも、わずかに大きく、８×８ｍｍのサイズであり、深さは、６００μｍである。
第三凹部１８ｅ（＝１１ａ）は、アンテナコイル１１のアンテナ端子部１１ａが露出する部分であり、半径１ｍｍの半円形状であり、深さ４２０μｍであり、アンテナコイル１１の両端に接続するために２ヶ所設けられている。第一凹部１８ｃは、第三凹部１８ｅよりも浅い位置にあるので、段差（区画手段）が第一凹部１８ｃと第三凹部１８ｅとの間に形成されている。
外周溝１８ｆは、穴部１８ａの最外周に設けられた深さ３５０μｍ，幅０．５ｍｍの溝である。この溝は、ＩＣカードが不用意に曲げられた場合であっても、ＩＣチップ１２にかかる応力を少なくする役割と、接着シート１３の接着剤の逃げスペースの役割を果たす。
【００１７】
図３は、本実施形態におけるカード基材１８を更に詳しく説明する断面図であり、図３（ａ）は、ＩＣチップ１２を埋設する直前の状態を示し、図３（ｂ）は、埋設後の状態を示している。
カード基材１８は、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を素材とするコアを積層して作製した。カード基材１８は、ＰＶＣ単層で作製することもできるが、本実施形態では、オーバーシート１８−１，印刷用コア１８−２，アンテナ付きコア１８−３，厚み調整コア１８−４，印刷用コア１８−５，オーバーシート１８−６を積層した複層構成とした。
【００１８】
オーバーシート１８−１，１８−６は、印刷を保護するためにカードの最表面に設けられる５０μｍの透明なシートである。また、オーバーシート１８−１は、磁気ストライプを有している。
【００１９】
印刷用コア１８−２，１８−５は、表面側に文字、図形等を印刷した層であり、層厚１８０μｍである。これらの層は、従来の磁気カードと同様に塩化ビニルを材料とすることにより、色彩可変インクを使用して、見る角度により色が変わる特殊印刷、蓄光作用を有し、暗所で発光するインクを使用した特殊印刷、一定の角度からの光を反射する特殊な透明インクを使用した特殊印刷等を施すこともできる。
【００２０】
アンテナ付きコア１８−３は、アンテナコイル１１をエッチングにより形成した層であり、層厚１８０μｍである。
【００２１】
厚み調整コア１８−４は、アンテナ付きコア１８−３とＩＣチップ１２の位置を合わせるために、厚みを調整する層であり、層厚１８０μｍである。
【００２２】
ここで、接触／非接触共用ＩＣカード１０の製造過程を説明する。
まず、上記各層を所定の順番に重ね合わせる。このときに、位置合わせの目安になるように、各コアには、位置合わせ用の見当を予め印刷しておいてもよい。これらを重ね合わせた状態で熱圧して融着し、総厚８２０μｍのプレスシートを作製する。尚、隠蔽印刷、全面に透過型ホログラムを設けた特殊印刷等を行う場合には、それらが印刷された材料を転写する。
【００２３】
次に、積層されたプレスシートを、カード形状に打ち抜き、カード基材１８を得る。本実施形態では、ＪＩＳ：Ｘ６３０１等に規定されているサイズとした。
カード基材１８に、切削により第一凹部１８ｃ，第二凹部１８ｄ，第三凹部１８ｅ，外周溝１８ｆの形状のザグリを行い、穴部１８ａを形成する。このとき、第三凹部１８ｅは、アンテナ端子部１１ａまで確実に達するように加工する。
【００２４】
最後に、ＩＣチップの接着及び端子の接続を行う。まず、アンテナ端子部１１ａに導電手段として、半田ペーストである導電接着剤１４を充填する。次に、ＩＣチップ１２の裏面にあるＩＣチップ端子部１２ｂ以外の部分に、加熱すると溶融する接着手段として、（ホットメルト）接着シート１３を付ける。これを位置合わせして穴部１８ａに挿入し、熱によるラミネートシール（条件の一例：１５０℃、０．５〜０．６ＭＰａ、５秒）を行い、図３（ｂ）の接触／非接触共用ＩＣカード１０が完成する。
【００２５】
このとき、導電接着剤１４は、第一凹部１８ｃよりも深い位置にある第三凹部１８ｅ（＝アンテナ端子部１１ａ）に充填されるので、導電接着剤１４が第一凹部１８ｃに広がったり、接着剤が混合したりして、接着シート１３の接着強度を低下させることはない。また、導電接着剤１４が多すぎた場合にも、余分な接着剤は、第二凹部１８ｄ側に逃げるので、接着の妨げになることがない。
【００２６】
本実施形態によれば、ＩＣチップに負担をかけることなく、導電接着剤１４がＩＣモジュールの接着の障害にならずに、安定して接着強度の高い接着ができ、曲げに対する物理的強度を高くすることができる。
【００２７】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態を説明する図であり、図４（ａ）は、穴部２８ａを拡大し一部を透視（破線）して示した斜視図であり、図４（ｂ）は、断面図である。
第２実施形態は、第１実施形態における穴部１８ａの形状のみを変更したものであるので、ここでは、変更した穴部２８ａについてのみ説明する。
【００２８】
穴部２８ａは、第１実施形態の穴部１８ａと比較すると、第三凹部２８ｅの形状が異なる点と、外周溝１８ｆがない点が異なり、第一凹部２８ｃ，第二凹部２８ｄについては、第１実施形態と同様である。
第三凹部２８ｅは、第二凹部２８ｄ側に解放されておらず、第三凹部２８ｅだけで一つの穴を形成している。このようにすることで、粘度が低い導電接着剤を使用しても、不要な部分に導電接着剤が広がるのを防ぐことができる。また、ＩＣチップ１２にかかる応力が問題にならない場合には、本実施形態のように、外周溝１８ｆを省略して、製造行程を簡単にすることができる。
【００２９】
本実施形態によれば、第１実施形態による効果に加えて、粘度が低い導電接着剤を使用することも可能となり、導電接着剤の充填に要する時間を短縮することができる。
【００３０】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態を説明する図であり、図５（ａ）は、穴部３８ａを拡大し一部を透視（破線）して示した斜視図であり、図５（ｂ）は、断面図である。
第３実施形態は、第１実施形態における穴部１８ａ付近の形状と、外周溝１８ｆがない点のみが異なるので、ここでは、変更した部分についてのみ説明する。
【００３１】
穴部３８ａは、第１実施形態の穴部１８ａと比較すると、第三凹部３８ｅ及びその周辺の形状が異なるが、第一凹部３８ｃ，第二凹部３８ｄについては、第１実施形態と同様である。
第三凹部３８ｅは、第１実施形態における第三凹部１８ｅの形状が、半円形状であったのに対して、これに直線部分を追加して、更に面積が広くなっている。
図６は、第三凹部３８ｅの周辺を拡大した図である。第三凹部３８ｅと第一凹部３８ｃとの境界部には、凸状にガイド部３８ｇが設けられている。このガイド部３８ｇは、導電性接着剤が第一凹部３８ｃへ広がるのを防止する堤防の役割を果たす。
【００３２】
本実施形態によれば、ガイド部３８ｇが堤防の役割を果たすので、第１実施形態に示した効果がより確実になる。また、導電接着剤により電気的接続を行う部分の面積が広いので、導電率の低い導電接着剤であっても、抵抗値の低い接続をすることができる。
【００３３】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
（１）各実施形態において、カード基材は、ＰＶＣ製のコアを使用して作製した例を示したが、これに限らず、例えば、ＰＥＴ-Ｇ、ポリカーボネイト、ＡＢＳ、ＰＥＴ等を使用してもよい。
【００３４】
（２）各実施形態において、導電接着剤は、半田ペーストを使用した例を示したが、これに限らず、例えば、銀、銅、カーボンを含有する導電ペーストであってもよいし、半田、導電シート接着剤、異方性導電フィルム等を使用してもよい。
【００３５】
（３）各実施形態において、ＩＣチップとカード基材の接着には、ホットメルトタイプの接着シートを使用した例を示したが、これに限らず、例えば、粘着シート、コールドグルー等を使用してもよい。
【００３６】
（４）各実施形態において、印刷を印刷用コアに施した例を示したが、これに限らず、例えば、一般のカードで対応可能な付加機能（書き換え表示、印字、ホログラム、サインパネル）を付加してもよい。
【００３７】
（５）各実施形態において、複数のコアを積層してカード基材を形成し、これを切削した例を示したが、これに限らず、例えば、アンテナコイルをインサートして、射出成形により穴部まで一体成形してもよい。
【００３８】
（６）各実施形態において、接触／非接触共用チップを搭載したＣＯＴを埋設した例を示したが、これに限らず、例えば、非接触チップを搭載したＣＯＴ、ＣＯＢ（ＣｈｉｐＯｎＢｏａｒｄ）を埋設してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、カード基材に設けられたアンテナ端子部と接着部とを仕切る区画手段を設けたので、導電手段が接着部に広がったり、混合したりすることがなく、接着強度を高くすることができる。特に、区画手段を段差としたので、単純な構成によって、導電手段が接着部に広がることを防止することができる。
また、接着部をアンテナ端子部よりも浅い位置にし、接着部とアンテナ端子部との境界部に凸状に設けられたガイド部を設けたので、更に導電手段が接着部に広がることがなくなり、より安定して接着強度を高くすることができる。
更に、シーリングが完全に行えるので、水分や油分等に対する耐性が向上し、耐環境性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による接触／非接触共用ＩＣカードの第１実施形態の全体を示す図である。
【図２】穴部１８ａを拡大して示した図である。
【図３】本実施形態におけるカード基材１８を更に詳しく説明する断面図である。
【図４】第２実施形態を説明する図である。
【図５】第３実施形態を説明する図である。
【図６】第三凹部３８ｅの周辺を拡大した図である。
【図７】非接触ＩＣカード１００の内部構成を示す図である。
【図８】カード基材にＩＣチップを埋設して一体化した従来の接触／非接触共用ＩＣカードの概略を説明する図である。
【図９】従来の接触／非接触共用ＩＣカード１１０におけるＩＣチップ１１２部分の断面図である。
【符号の説明】
１０接触／非接触共用ＩＣカード
１１アンテナコイル
１１ａアンテナ端子部
１２ＩＣチップ
１２ｂＩＣチップ端子部
１３接着シート
１４導電接着剤
１８カード基材
１８ｃ，２８ｃ，３８ｃ第一凹部
１８ｄ，２８ｄ，３８ｄ第二凹部
１８ｅ，２８ｅ，３８ｅ第三凹部
１８ｆ外周溝
３８ｇガイド部

Claims

カード基材と、
前記カード基材内にあって、外部と通信を行うアンテナコイルと、
少なくとも前記アンテナコイルを介して外部と通信を行う機能を有し、基板と、前記基板の裏面に設けられるＩＣチップ本体部と、前記基板の裏面に設けられるＩＣチップ端子部とを備え、前記カード基材に設けられた穴部に配置されるＩＣチップと、
前記アンテナコイルに設けられたアンテナ端子部と、
前記ＩＣチップ端子部と前記アンテナ端子部との間の電気的接続を行う導電手段と、
前記ＩＣチップを前記カード基材の接着部に接着固定する接着手段と、
を備える非接触ＩＣカードにおいて、
前記穴部は、
底面が前記接着部であり、前記接着手段を介して前記基板の裏面と接着され、前記カード基材の厚み方向における前記ＩＣチップの位置決めをする第一凹部と、
前記第一凹部の内側を窪ませて設けられ、前記ＩＣチップ本体部との間に間隙を有して前記ＩＣチップ本体部を収容する第二凹部と、
前記第二凹部の周縁部であって前記第一凹部及び前記第二凹部の間の部分に段状に形成され、前記アンテナ端子部がその底面に露出し、前記導電手段が充填される空間を形成する第三凹部と、
前記第一凹部の外側を窪ませて設けられた外周溝と、
を備え、
前記ＩＣチップ本体部及び第二凹部との前記間隙は、前記第三凹部に充填された前記導電手段の余剰部材が前記穴部内側の方向へ逃げる第一空間を形成し、
前記外周溝は、前記第一凹部の前記接着部と前記基板の裏面とを接着する前記接着手段の余剰部材が前記穴部周縁側の方向へ逃げる第二空間を形成していること、
を特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１に記載の非接触ＩＣカードにおいて、
前記第三凹部及び前記第一凹部によって形成される段差は、前記アンテナ端子部よりも前記接着部が前記穴部の深さ方向において浅い位置となるように前記アンテナ端子部と前記接着部とを仕切る区画手段であること、
を特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１又は請求項２に記載の非接触ＩＣカードにおいて、
前記ＩＣチップが前記接着手段によって前記接着部に接着された状態のとき、前記ＩＣチップ端子部は、前記第一凹部及び前記接着手段より前記穴部の内側に位置すること、
を特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の非接触ＩＣカードにおいて、
前記第三凹部と前記外周溝とによって、前記第一凹部の前記接着部が凸形状となるように形成され、
前記凸形状は、前記第一空間と前記第二空間とを仕切ること、
を特徴とする非接触ＩＣカード。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の非接触ＩＣカードにおいて、
前記接着部と前記アンテナ端子部との境界部に凸状に設けられたガイド部を設けたこと、
を特徴とする非接触ＩＣカード。