JP4468746B2 - 回路構成体の製造方法および機能カードの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、一般的には回路構成体の製造方法および機能カードの製造方法に関し、特定的には樹脂フィルム基材の上に金属箔を含む機能パターン層が接着剤によって固着された回路構成体の製造方法および機能カードの製造方法に関するものである。

近年、ＩＣタグ、ＩＣカード等の機能カードは、目覚ましい発展を遂げ、テレフォンカード、クレジットカード、プリペイドカード、キャッシュカード、ＩＤカード、カードキー、各種会員カード、図書券、診察券、定期券等に使用され始めている。これらの従来の機能カードの基材としては、汎用ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム等の樹脂フィルムが用いられてきた。たとえば、ＩＣカードでは、上記の樹脂フィルムの両面にポリエステル系またはポリエーテル系の樹脂とイソシアネート基とをウレタン結合させる接着剤を介在して金属箔をドライラミネート法によって接着した後、その金属箔にエッチング処理を施すことにより、基材の表面上に回路パターン層が形成されたＩＣカード用アンテナコイル構成体が使用されていた。

しかしながら、従来のＩＣカード用アンテナコイル構成体では、次のような問題があった。

図９は、従来のＩＣ用アンテナコイル構成体を示す部分断面図である。図９の左部分に示すように、樹脂フィルム基材１１の両面上にドライラミネート用接着剤層１２を介在して金属箔からなる回路パターン層１３が固着されている。回路パターン層１３を被覆するようにホットメルト接着剤層３１を介在して樹脂シートからなる外装層３０が固着されている。図９の右部分に示すように、回路パターン層１３が形成されていない箇所では、余分なドライラミネート用接着剤層１２が残留し、その上にホットメルト接着剤層３１を介在して樹脂シートからなる外装層３０が固着されている。

このように、ＩＣカード用アンテナコイル構成体にＩＣチップを装着した後、外装層として着色された塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）シートまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート等を、ポリエステル系、エチレン酢酸ビニル共重合体などのエチレン酢酸ビニル系の熱溶融（ホットメルト）接着フィルムを用いて熱接着する。しかしながら、エッチングによって金属箔が除去された箇所、すなわち回路パターン層が形成されていない箇所の基材の表面上には余分なドライラミネート用接着剤が残留し、基材と外装層との間に介在するため、ホットメルト接着剤による外装層の熱接着力が充分ではなくなる。このため、従来のＩＣカードは、長期間の使用に対する耐久性の点で問題があった。

また、近年、個人情報の漏洩問題が指摘されており、ＩＣカードにおいても情報の安全性を向上させることが重要な要件となっている。すなわち、ＩＣカードに内蔵されているＩＣチップを取り出し、その内容を解読することにより、データが流出する恐れが指摘されている。ＩＣカードを適当な力で分解することにより、ＩＣチップを取り外すことが簡単にできるようなことでは、上記の要望に応えられないこととなる。上述したように、従来のＩＣカードでは、ホットメルト接着剤による外装層の熱接着力が充分ではないので、外装層を容易に引き剥がすことができるという問題があった。このため、ＩＣカードを分解してＩＣチップを取り出してデータを改ざんする危険性を防止することができなかった。

この問題を解決するためには、接着剤の種類を変更する、ドライラミネート用接着剤層とホットメルト接着剤層との間に、ホットメルト接着剤と接着性の良好なポリエステル、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の介在層を設ける、または、何らかの方法で後工程にてドライラミネート用接着剤層を除去する等の対策を講じる必要がある。しかし、いずれの対策も作業性を悪化し、製造コストを上昇させるという問題があった。

なお、このような問題を解決するために樹脂フィルム基材の材料を変更したＩＣカード用アンテナコイル構成体が特開２００４−４６３６０号公報（特許文献１）で提案されている。
特開２００４−４６３６０号公報

そこで、この発明の目的は、樹脂フィルム基材や接着剤の種類を変更することなく、作業性を悪化させることなく、機能カードを容易に分解することができないように、またはＩＣチップを容易に取り出すことができないように外装層の接着性を向上させることが可能な回路構成体の製造方法および機能カードの製造方法を提供することである。

この発明に従った回路構成体の製造方法は、パターンを有するレジストインキ層を金属箔の第１の表面領域上に印刷する工程と、レジストインキ層が印刷されない金属箔の反対側の表面の上で第１の表面領域に対応する領域を包囲する第２の表面領域上に接着剤を印刷で塗布した後、樹脂を含む基材を金属箔に固着する工程と、レジストインキ層をマスクとして用いて金属箔の少なくとも一部をエッチングすることによって、金属箔を含む機能パターン層を形成する工程とを備える。

この発明の回路構成体の製造方法は、機能パターン層を形成した後、レジストインキ層を除去する工程をさらに備えていてもよい。

この発明に従った機能カードの製造方法は、パターンを有するレジストインキ層を金属箔の第１の表面領域上に印刷する工程と、レジストインキ層が印刷されない金属箔の反対側の表面の上で第１の表面領域に対応する領域を包囲する第２の表面領域上に第１の接着剤を印刷で塗布した後、樹脂を含む基材を金属箔に固着する工程と、レジストインキ層をマスクとして用いて金属箔の少なくとも一部をエッチングすることによって、金属箔を含む機能パターン層を形成する工程と、機能パターン層の上にＩＣチップを搭載する工程と、ＩＣチップを被覆するように機能パターン層の上に第１の接着剤と異なる種類の第２の接着剤を介在して外装層を固着する工程とを備える。

この発明の製造方法によれば、樹脂フィルム基材や接着剤の種類を変更する必要がなく、また作業性を悪化させないので、簡単な製造工程で外装層の接着性を改善することができる。

図１はこの発明の１つの実施の形態に従った機能カード用回路構成体としてＩＣカード用アンテナコイル構成体の平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線の方向から見たＩＣカード用アンテナコイル構成体の部分断面図、図３は図１のＩＩ−ＩＩ線の方向から見たＩＣカードの部分断面図である。

図１と図２に示すように、ＩＣカード用アンテナコイル構成体１０は、樹脂フィルム基材１１と、樹脂フィルム基材１１の両面（図２の断面では片面のみが示されている）に形成されたポリエステル系のドライラミネート用接着剤からなる接着剤層１２と、接着剤層１２の表面上に所定のパターンに従って形成された金属箔からなる回路パターン層１３とから構成されている。回路パターン層１３は、図１に示すように樹脂フィルム基材１１の表面上に渦巻状のパターンで形成されている。この回路パターン層１３の端部にはＩＣチップに配線を接続するための領域が形成され、その端部付近にはＩＣチップを搭載するための領域１３ｃが形成されている。図１において点線で示される回路パターン層は樹脂フィルム基材１１の裏面に形成された回路パターン層を示しており、圧着部１３ａと１３ｂのそれぞれで表裏の回路パターン層が互いに電気的に導通するように接触している。この接触はクリンピング加工によって樹脂フィルム基材１１と接着剤層１２を部分的に破壊することにより達成されている。

図１において２点鎖線で囲まれた領域に接着剤層１２が形成されている。これにより、金属箔からなる回路パターン層１３が固着された樹脂フィルム基材１１の表面部分を含む表面領域には接着剤層１２が介在し、回路パターン層１３が固着されていない樹脂フィルム基材１１の表面領域には接着剤層１２が付着していない箇所が少なくとも存在する。

図３に示すように、ＩＣカード１は、図２に示されたＩＣカード用アンテナコイル構成体１０に搭載されたＩＣチップ２０と、ＩＣチップ２０を被覆するようにＩＣカード用アンテナコイル構成体１０の上に、エチレン酢酸ビニル系のホットメルト接着フィルムからなる接着剤層３１を介在して形成された外装層３０とから構成されている。ＩＣチップ２０は、回路パターン層１３の端部に配線２１によって接続されている。

上記の１つの実施の形態において回路パターン層１３を構成する金属箔は、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス鋼箔、チタン箔、錫箔等から選ばれた少なくとも１種を用いることができる。これらの金属箔の中でも経済性、信頼性の点からアルミニウム箔を回路パターン層１３の構成材料に用いるのが最も好ましい。ここで、アルミニウム箔とは、純アルミニウム箔に限定されるものではなく、アルミニウム合金箔も含む。

金属箔は、厚みが７μｍ以上６０μｍ以下であるのが好ましく、より好ましくは厚みが１５μｍ以上５０μｍ以下である。

具体的には、回路パターン層１３の材料としては、たとえばＪＩＳ（ＡＡ）の記号では１０３０、１Ｎ３０、１０５０、１１００、８０２１、８０７９等の純アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を採用することができる。

この発明の１つの実施の形態において樹脂フィルム基材２００を構成する樹脂は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、非結晶ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＧ）および液晶ポリマー（ＬＣＰ）からなる群より選ばれた少なくとも一種の樹脂を含み、厚みは５μｍ以上８０μｍ以下であるのが好ましい。

樹脂フィルム基材を構成する樹脂の種類と厚みは、通常、最終的に製造される機能カードの目的や用途によって選択される。ＩＣカードの用途では、加工とコストの観点から樹脂の種類としてＰＥＴまたはＰＥＮ等が選択され、２５〜５０μｍの厚みで使用される。

次に、この発明のＩＣカード用アンテナコイル構成体の製造方法の１つの実施の形態について説明する。図４〜図８はこの発明に従ったＩＣカード用アンテナコイル構成体の製造工程を示す部分断面図である。なお、図４〜図８は、図１のＩＩ−ＩＩ線の方向から見た部分断面を示している。

図４に示すように、金属箔１３０の一方の表面に、アンテナコイルの仕様に従った所定の渦巻状パターンに従ってレジストインキ層１４をグラビア印刷する。印刷後、レジストインキ層１４の硬化処理を行なう。金属箔１３０の反対側の表面には、上記のレジストインキ層１４が印刷された表面領域に対応する領域を少なくとも包囲する表面領域に接着剤層１２を、位置決めマークに基づいて上記のグラビア印刷に見当合わせをした印刷によって形成する。

図５に示すように、接着剤層１２を介在させて樹脂フィルム基材１１をドライラミネート法によって金属箔１３０の反対側の表面に固着する。このようにして、金属箔１３０と樹脂フィルム基材１１との積層体を準備する。

同様にして、別の金属箔１３０の一方の表面に所定のパターンに従ってレジストインキ層１４をグラビア印刷し、別の金属箔１３０の反対側の表面には、上記のレジストインキ層１４が印刷された表面領域に対応する領域を少なくとも包囲する表面領域に接着剤層１２を印刷によって形成する。その後、図５に示すように準備された積層体の樹脂フィルム基材１１をドライラミネート法によって上記の別の金属箔１３０の反対側の表面に接着剤層１２を介在させて固着することにより、図６に示すように金属箔１３０と樹脂フィルム基材１１と金属箔１３０のサンドイッチ構造の積層体を準備する。

図７に示すように、レジストインキ層１４をマスクとして用いて金属箔１３０をエッチングすることにより、回路パターン層１３を形成する。

その後、図８に示すように、レジストインキ層１４を剥離する。この場合、金属箔のエッチングの際にマスクとして用いられるレジストインキ層を回路構成体の目的や用途に応じて除去しないで残存させてもよい。

最後に、回路パターン層１３の所定領域に凹凸のある金属板と金属突起を用いてクリンピング加工を施すことにより、図２に示すように回路パターン層の接触部または圧着部１３ａを形成する。このようにして本発明のＩＣカード用アンテナコイル構成体１０が完成する。

この発明の製造方法において用いられるレジストインキは特に限定されないが、分子中に少なくとも１個のカルボキシル基を有するアクリルモノマーとアルカリ可溶性樹脂とを主成分とする紫外線硬化型レジストインキを用いるのが好ましい。このレジストインキは、グラビア印刷が可能であり、耐酸性を有し、かつアルカリによって容易に剥離除去することが可能であるので、連続大量生産に適している。このレジストインキを用いて金属箔に所定の回路パターンでグラビア印刷を施し、紫外線を照射して硬化させた後、通常の方法に従って、たとえば塩化第２鉄水溶液等による金属箔の酸エッチング、水酸化ナトリウム水溶液等のアルカリによるレジストインキ層の剥離除去を行なうことによって、回路パターン層を形成することができる。

回路パターン層を形成した後に、所定の位置に常温でクリンピング加工を施し、表側と裏側の金属箔の一部を電気的に接触させてアンテナコイルを形成することができる。ここで、クリンピング加工とは、たとえば、ドリル、ヤスリ、超音波等により樹脂フィルム基材と接着剤層を破壊し、回路パターン層を形成する金属箔の一部同士を物理的に接触させることをいう。具体的には、凹凸のある金属板上に樹脂フィルム基材と金属箔とからなる積層体を接触させ、金属突起を押し当てることにより、樹脂フィルム基材と接着剤層とが部分的に破壊し、金属箔の表面同士が接触可能となり、電気的導通を得ることができる。

本発明に従ったＩＣカード用アンテナコイル構成体の構成と製造方法について説明したが、ＩＣカードとして製品化するには次のような工程がさらに行なわれる。図１に示されるＩＣカード用アンテナコイル構成体１０において、図３に示すようにＩＣチップ２０を回路パターン層１３の領域１３ｃに実装し、ＩＣチップ２０と回路パターン層１３の端部とに配線２１を接続する。さらに、回路パターン層１３と樹脂フィルム基材１１との積層体の表面と裏面に、エチレン酢酸ビニル系のホットメルト接着フィルムからなる接着剤層３１を介在させて、白色ＰＶＣまたは白色ＰＥＴ等の外装層（隠蔽層）３０を被覆積層させる。この外装層（隠蔽層）３０は、白色に制限されることはなく、公知の色顔料や体質顔料、アルミニウムフレーク等の金属顔料および公知の樹脂、ワニス、ビヒクル等を使用することができる。また、印刷層、磁気記録層、磁気遮蔽層、オーバーコート層、蒸着層等の公知のＩＣカードに採用されている構成要素を必要に応じて積層させることもできる。なお、上記のＩＣチップ以外にも必要に応じて、コンデンサ、コイル、抵抗体、配線、各種メモリー、ダイオード等を設けてもよいことは言うまでもない。

以下に本発明の実施例と比較例について説明する。

（実施例１）
図４〜図６に示すように、金属箔として厚みが２０μｍのアルミニウム箔の一方表面上に、グラビア印刷法によってレジストインキ層からなるアンテナ回路パターンを印刷した後、樹脂フィルム基材として厚みが５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムをアルミニウム箔の反対側の表面上にポリエステル系ドライラミネート接着剤（乾燥後厚み ４μｍ）を介在させて積層した。このとき、図１の２点鎖線で囲まれる表面領域のみに接着剤を塗布し、その領域以外の表面領域には接着剤を塗布しなかった。その後、図７〜図８に示すように、金属箔を化学的エッチングすることにより、回路パターン層を形成した。そして、図３に示すように、パターン内の適宜の位置にＩＣチップを導電性接着剤で固定した後、ホットメルト接着剤としてエチレン酢酸ビニル系接着フィルム（厚みは０．２ｍｍ）を介在させて樹脂フィルム基材の両面に、外装層として厚みが０．２ｍｍのポリエチレンテレフタレートシートを加熱圧着（温度１４０℃、圧力９８．１ｋＰａ）することにより、ＩＣカードを作製した。

このＩＣカードを破壊しようと外装層を剥離しようとしたところ、その接着力は幅１５ｍｍ当たり２５Ｎであり、簡単に剥離することができず、ＩＣカードを分解することは不可能であった。

（比較例１）
実施例１において、アルミニウム箔とポリエチレンテレフタレートフィルムの積層体を形成する方法として、全面にポリエステル系ドライラミネート接着剤を塗布する以外は同様の方法でＩＣカードを作製した。

このＩＣカードを破壊しようと外装層を剥離したところ、その接着力は幅１５ｍｍ当たり４Ｎであり、２枚のポリエチレンテレフタレートシートを剥離し、ＩＣチップを取り出すことができた。

以上に開示された実施の形態や実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態や実施例ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものである。

この発明の１つの実施の形態に従ったＩＣカード用アンテナコイル構成体を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線の方向から見たＩＣカード用アンテナコイル構成体の部分断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線の方向から見たＩＣカードの部分断面図である。 この発明の１つの実施の形態に従ったＩＣカード用アンテナコイル構成体の第１の製造工程を示す部分断面図である。 この発明の１つの実施の形態に従ったＩＣカード用アンテナコイル構成体の第２の製造工程を示す部分断面図である。 この発明の１つの実施の形態に従ったＩＣカード用アンテナコイル構成体の第３の製造工程を示す部分断面図である。 この発明の１つの実施の形態に従ったＩＣカード用アンテナコイル構成体の第４の製造工程を示す部分断面図である。 この発明の１つの実施の形態に従ったＩＣカード用アンテナコイル構成体の第５の製造工程を示す部分断面図である。 従来のＩＣ用アンテナコイル構成体を示す部分断面図である。

符号の説明

１：ＩＣカード、１０：ＩＣカード用アンテナコイル構成体、１１：樹脂フィルム基材、１２：ドライラミネート用接着剤層、１３：回路パターン層、１４：レジストインキ層、２０：ＩＣチップ、３０：外装層、３１：ホットメルト接着剤層、１３０：金属箔。

Claims (3)

1. パターンを有するレジストインキ層を金属箔の第１の表面領域上に印刷する工程と、
   前記レジストインキ層が印刷されない前記金属箔の反対側の表面の上で前記第１の表面領域に対応する領域を包囲する第２の表面領域上に接着剤を印刷で塗布した後、樹脂を含む基材を前記金属箔に固着する工程と、
   前記レジストインキ層をマスクとして用いて前記金属箔の少なくとも一部をエッチングすることによって、前記金属箔を含む機能パターン層を形成する工程とを備える、回路構成体の製造方法。
2. 前記機能パターン層を形成した後、前記レジストインキ層を除去する工程をさらに備える、請求項１に記載の回路構成体の製造方法。
3. パターンを有するレジストインキ層を金属箔の第１の表面領域上に印刷する工程と、
   前記レジストインキ層が印刷されない前記金属箔の反対側の表面の上で前記第１の表面領域に対応する領域を包囲する第２の表面領域上に第１の接着剤を印刷で塗布した後、樹脂を含む基材を前記金属箔に固着する工程と、
   前記レジストインキ層をマスクとして用いて前記金属箔の少なくとも一部をエッチングすることによって、前記金属箔を含む機能パターン層を形成する工程と、
   前記機能パターン層の上にＩＣチップを搭載する工程と、
   前記ＩＣチップを被覆するように前記機能パターン層の上に前記第１の接着剤と異なる種類の第２の接着剤を介在して外装層を固着する工程とを備えた、機能カードの製造方法。

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