JP4634564B2

JP4634564B2 - Non-contact IC card and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4634564B2
Application number: JP2000063608A
Authority: JP
Inventors: 志行本多
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2020-03-08
Also published as: JP2001256462A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非接触により外部との情報の授受を行う非接触ＩＣカード及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
非接触ＩＣカードの利便性を更に高める付加機能として、各種情報を書き換え表示（以下、リライト）することができる、リライト機能を設けた非接触ＩＣカードが、特開平７−６８９７８号公報、特開平７−１２５４８３号公報に開示されている。また、ＩＤカード、クレジットカード等として利用する場合に、あらかじめ印刷されている図柄に加えて、利用者本人の顔写真等を、カード発行時に印刷（以下、追加印刷）することも行われている。
【０００３】
一方、近年のＩＣカード用のＩＣチップは、シンプルで低価格な薄型のものと、高機能であるが厚手のものとに二極化が進んでいる。非接触ＩＣカードは、カード内部にＩＣチップが埋め込まれているが、特に高機能タイプを使用する場合には、ＩＣチップの厚さが２５０〜３００μｍもあり、そのままカードに埋め込むと、ＩＣチップがある部分が盛り上がり、カード表面に凹凸が生じてしまう。カード表面の凹凸は、外観上美しくないというだけでなく、カードが完成して出荷された後に、リライトや追加印刷を行う場合に、プリンタ適性が低下し、文字，図柄等のかすれ、消去残り、ゆがみ等を生じてしまう。
【０００４】
そこで、従来の非接触ＩＣカードは、カード表面を平滑にするために、ＩＣチップの厚さに合わせたスペーサをカード内に設けていた。
以下に、図３を参照して従来のスペーサを有する非接触ＩＣカードの層構成及び製造方法について説明する。図３は、従来の非接触ＩＣカードを構成する層を分離して示した斜視図である。
従来の非接触ＩＣカードは、裏面層１０１，第１の接着層１０２，基材層１０３，封止部１０６，第２の接着層１０７，スペーサ層１０８，第３の接着層１０９，表面層１１０等をプレスラミネートにより積層されている。
【０００５】
裏面層１０１は、非接触ＩＣカードの一方の最表面にある層であり、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴ）を素材とし、印刷等が施されたシートである。
第１の接着層１０２は、裏面層１０と基材層１０３とを接着する層であり、ポリエステル系の接着剤である。
【０００６】
基材層１０３は、ＰＥＴ製のシートの上に、エッチング、導電印刷等によりアンテナコイル１０４を形成し、アンテナコイル１０４に接続される位置に、ＩＣチップ１０５がＡＣＦを用いたフリップチップ実装等により実装された基板である。
封止部１０６は、裸（ベア）のＩＣチップ１０５を保護し、信頼性を高めるために封止樹脂によりＩＣチップ１０５を封止した部分である。
【０００７】
第２の接着層１０７は、基材層１０３とスペーサ層１０８とを接着するポリエステル系の接着剤であり、封止部１０６が収まるための孔部１０７ａが開けられている。
スペーサ層１０８は、第２の接着層１０７の厚さと合わせた厚さが、ＩＣチップ１０５と封止部１０６とを合わせた厚さに相当する厚さとなって、ＩＣチップ１０５付近の段差をなくすための、ＰＥＴ製のシートであり、封止部１０６が収まるための孔部１０８ａが開けられている。
【０００８】
第３の接着層１０９は、スペーサ層１０８及び封止部１０６とを接着する層であり、ポリエステル系の接着剤である。
表面層１１０は、リライトや追加印刷が行われる部分を有し、最表面に設けられた層であり、カードとして共通の印刷等が施されたＰＥＴ製のシートである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述した従来の非接触ＩＣカードは、カード中央部の第２の接着層１０７，スペーサ層１０８に孔部１０７ａ，１０８ａを開ける工程が必要であり、コストアップの要因となっていた。
また、チップの信頼性を高めるため、ＩＣチップ１０５を封止部１０６の封止樹脂で封止する必要があり、これもコストアップの要因であった。その上、接触端子付きのＩＣカードと比較すると、点圧試験（ある一定の荷重でチップ部分を押圧する試験）において、かなり劣る結果しか得られず、実用性のある強度が得られなかった。
【００１０】
更に、従来の非接触ＩＣカードは、カード表面に生じる凹凸を完全に無くすことが難しいという問題もあった。
図４は、従来の非接触ＩＣカードの完成状態の断面を示す図である。尚、図４では、表面層１１０側に凹凸が生じる例を示しているが、これらの凹凸は、各層の層厚や素材、プレスラミネート時の条件等によっては、裏面層１０１側に生じる場合もある。従来の非接触ＩＣカードは、封止部１０６と孔部１０７ａ，１０８ａとの大きさを、隙間Ｓが無いように合せることができず（合せると曲げ試験で応力がチップに掛かりチップクラックを起こしやすい）、表面層１１０上の隙間Ｓに相当する部分に凹部１１０ａ〔図４（ａ）〕が生じていた。また、封止部１０６の厚みに関してもバラツキがあるため、表面層１１０上に凹部１１０ｂ〔図４（ｂ）〕又は凸部１１０ｃ〔図４（ｃ）〕が生じやすかった。
これらの凹凸により、表面層１１０上へのプリンタ適性が悪くなり、リライトや追加印刷を行う場合に、文字，図柄等のかすれ、消去残り、ゆがみ等を生じててしまう問題が解決できていなかった。
【００１１】
本発明の課題は、カード表面が平滑であって、カード自体が十分な強度を有し、信頼性が高く、低価格な非接触ＩＣカード及びその製造方法を提供することである。
【００１２】
【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。なお、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、ＩＣチップ（５）と、前記ＩＣチップに接続されたアンテナコイル（４）と、前記アンテナコイルが形成され、前記ＩＣチップが実装された基材層（３）と、前記基材層の前記ＩＣチップが実装された面に積層される表面層（１０）と、前記表面層と前記基材層とを接着し、かつ、前記ＩＣチップの封止を行い、前記ＩＣチップによる凹凸を吸収し平滑化する平滑化層（１１）とを備え、前記平滑化層（１１）は、ガラス転移点が１００〜１０５℃の範囲内であり、縦弾性係数が１６７０〜２２５０ＭＰａの範囲であるエポキシ系樹脂（１１）であり、前記ＩＣチップの厚さが２５０μｍ以下の場合には、層厚が３８０μｍ〜４２０μｍである非接触ＩＣカードである。
【００１７】
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、前記表面層（１０）は、カード完成状態でプリンタにより印刷が行われる追加印刷部を有することを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の非接触ＩＣカードにおいて、前記表面層（１０）は、カード完成状態でプリンタにより表示の書き換えが行われる表示部を有することを特徴とする非接触ＩＣカードである。
【００１９】
請求項４の発明は、ＩＣチップ（５）と、前記ＩＣチップに接続されたアンテナコイル（４）と、前記アンテナコイルが形成され、前記ＩＣチップが実装された基材層（３）と、前記基材層の前記ＩＣチップが実装された面に積層される表面層（１０）とを備えた非接触ＩＣカードの製造方法であって、前記表面層と前記基材層とを、エポキシ系樹脂（１１）により接着し、かつ、前記ＩＣチップの封止を行い、前記ＩＣチップによる凹凸を吸収し平滑化する平滑化工程を備え、前記平滑化工程は、ガラス転移点が１００〜１０５℃の範囲内であり、縦弾性係数が１６７０〜２２５０ＭＰａの範囲であり、前記ＩＣチップの厚さが２５０μｍ以下の場合には、層厚が３８０μｍ〜４２０μｍであるエポキシ系樹脂により平滑化を行う非接触ＩＣカードの製造方法である。
【００２０】
【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、さらに詳しく説明する。
（非接触ＩＣカードの形態）
図１は、本実施形態の非接触ＩＣカードを構成する層を分離して示した斜視図である。
なお、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。
本実施形態における非接触ＩＣカードは、裏面層１，接着層２，基材層３，平滑化層１１，表面層１０等が積層されている。
【００２１】
裏面層１は、ＰＥＴを素材とし、印刷等が施されたシートであり、層厚は、１２５〜１３５μｍである。
【００２２】
接着層２は、裏面層１と基材層３とを接着する層であり、エポキシ系の接着剤であり、層厚は、７０〜１２０μｍの範囲がよく、本実施形態では、１００μｍとした。この層厚が７０μｍよりも薄くなると、製造工程中での取り扱いが難しくなり（ハンドリング性が悪くなる）、生産性の点で不利となる。また、層厚が１２０μｍ以上となると、カード全体の厚さを規格値内に収めるために、例えば裏面層１を薄くする必要があるので、そうした場合には、アンテナコイル４やＩＣチップ５等が透けて見えてしまう。
【００２３】
基材層３は、層厚２５μｍのＰＥＴ製のシートの上に、アンテナコイル４を形成し、裸（ベア）のＩＣチップ５が実装された基板であり、層厚は、２５ミクロンである。
アンテナコイル４は、エッチングにより形成され、ターン数＝３Ｔ，コンデンサ容量＝５０ｐＦを基本として、これらを変更することによって、共振周波数の変更を行い、非接触ＩＣカード用リーダ・ライタとの通信特性を調整している。
ＩＣチップ５は、厚さ２５０μｍの非接触用ＩＣチップであり、ＡＣＦを用いたフリップ実装により、実装されている。
【００２４】
平滑化層１１は、エポキシ系樹脂の接着剤からなる層であって、表面層１０と基材層３とを接着し、かつ、ＩＣチップ５の封止を行い、ＩＣチップ１２による凹凸を吸収し平滑化する層である。
平滑化層１１は、その層厚を４００μｍとした。ＩＣチップ５の厚さが２５０μｍ以下の場合には、３８０〜４２０μｍが最適であり、これ以上厚くしても、表面層１０の凹凸量に変化が無く、これ以上薄くすると、チップ部の凸量が２０μｍ以上となるからである。
【００２５】
また、平滑化層１１に使用するエポキシ系樹脂は、ガラス転移点（以下、Ｔｇ）が１０５℃以下であることが望ましい。Ｔｇをこれ以上高い値とすると、表面層１０の表面の凹凸が１０μｍ以上となってしまう。プリンタによるリライト及び追加印刷のためには、表面凹凸が１０μｍ以下であることが望ましく、外観的にも目立たなくなる。平滑化層１１に使用するエポキシ系樹脂のＴｇは、更に好ましくは、１００℃から１０５℃の範囲内であるとよい。Ｔｇが１００℃より低い場合には、完成したカードの信頼性が低くなるからである。
【００２６】
更にまた、完成したカードの信頼性をより高くするためには、平滑化層１１に使用するエポキシ系樹脂は、縦弾性係数（ヤング率）が１６７０〜２２５０ＭＰａの範囲であることが好ましい。
【００２７】
表面層１０は、リライトや追加印刷が行われる部分（表示部，追加印刷部）を有する最表面にある層であり、層厚１２５〜１３５μｍのＰＥＴ製のシート上に、カードとして共通の印刷等が施され、更に、サーマルリライト層を塗布したものである。また、サーマルリライト層とは別に、顔写真を印刷するための受像層もシルク印刷により設けた。
【００２８】
（製造方法）
以下、本実施形態における、非接触ＩＣカードの製造方法について説明する。
まず、所定のカードサイズ以上のサイズの上記各層を順次積層し、カードとする範囲外の部分に超音波振動を局所的に与えて、超音波溶着によって仮止めを行う。
【００２９】
次に、プレスラミネートを行い、接着層２及び平滑化層１１の接着力により各層を一体化する。プレスには、平板プレスを用いる。平板の厚みは、１．５ｍｍより厚いことが好ましい。１．５ｍｍ以下では、ＩＣチップ５部分の凸が平板を押して凹ませてしまい、カード表面の凸部も３０μｍ以上となってしまうからである。条件は、温度１３０℃、圧力１９６０ＭＰａ（２０ｋｇ／ｃｍ²）において、１５分間保持でプレスラミネートを行う。ここで、１４０℃以上に温度を上げると、サーマルリライト層が劣化してしまう。また、１２０℃以下では、接着剤の硬化に時間がかかり、生産性が落ちてしまう。圧力に関しては、１４７０〜２４５０ＭＰａ（１５〜２５ｋｇ／ｃｍ²）が最適である。圧力がこれ以上高いと、ＩＣチップ５が破壊され、これより低いと、ＰＥＴと接着剤との間に気泡が入って外観不良、接着不良の原因となってしまうからである。
【００３０】
プレスラミネート後、所定のカード形状に打ち抜き、カードが完成する。このとき、平滑化層１１に使用するエポキシ系樹脂のＴｇが１２０℃よりも高いと、カード周囲の基材も割れる傾向がある。したがって、平滑化層１１に使用するエポキシ系樹脂のＴｇは、以上に示した条件の他に、１２０℃以下であることも必要である。
【００３１】
（評価）
本実施形態による非接触ＩＣカードの平滑化層１１に使用するエポキシ系樹脂のＴｇ及び縦弾性係数を変更したカードを、数種類作製して表面凹凸及び信頼性について評価した結果を以下に示す。
【００３２】
（１）表面凹凸
表面凹凸は、Ｔｇの影響を大きく受けるので、Ｔｇを４０，６０，１００，１０５，１１０℃の５種類のカードを作製した。また、ＩＣチップの厚みを１５０，２５０，３００μｍの３タイプを用意して、それぞれについて、表面凹凸の量を測定した。この結果を、表１に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
この結果より、ＩＣチップの厚さが２５０μｍ以下の場合には、Ｔｇが１０５℃以下であれば、表面の凹凸は、１０μｍ以下とできることが確認できた。また、Ｔｇを上げていくにしたがい、ＩＣチップ部の凸量が大きくなる傾向があることが判明した。
ここで、上記カードを用いて、リライト及び追加印刷に対する適性を確認した。リライトは、リライトカードＲ／Ｗ：ＫＵ−Ｒ３０００（九州松下電器製）を使用し、追加印刷は、顔写真プリンタ：ＣＰ４１０（大日本印刷製）を使用して、書き換え表示及びプリント結果を評価した。その結果、表面凹凸が２０μｍ以上になると、その部分及び周囲で印字不良、消去不良、色抜けが発生することが確認できた。一方、表面凹凸が１０μｍ以下であれば、印字不良等は、発生しなかった。
【００３５】
（２）点圧試験による信頼性評価
信頼性評価として点圧試験を行った。点圧試験は、カード上のある箇所（ＩＣチップ上）にφ１０ｍｍの鉄球で一定の荷重を加えて、ＩＣチップが動作するか否かを確認する試験である。点圧試験には、Ｔｇの影響が大きいので、エポキシ系樹脂のＴｇを４０，６０，１００，１０５，１１０℃の５種類用意して、５種類のカードを作製して比較した。また、参考のために、従来の非接触ＩＣカードについても試験を行った。これらの結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】

【００３７】
この試験結果から、Ｔｇが高い方が、ＩＣチップ周囲の基材である接着剤が固いため、点圧試験においては、信頼性が高いと考えられる。
また、Ｔｇが４０℃のカードでも、従来の非接触ＩＣカードと同等の強度が得られているが、実使用状態を考慮すると、この点圧試験に対する強度は、更に高いことが望まれている。従来品の倍の強度を一つの目安とすると、点圧試験の強度としては、Ｔｇが６０℃以上あることが望ましい。ここで、先の表面凹凸の評価から得られた結果と合わせると、Ｔｇは、６０〜１０５℃の範囲にあることが望ましいと判断することができる。
【００３８】
（３）過酷環境下における保存試験による信頼性評価
信頼性評価として、温度６０℃、相対湿度９０％雰囲気下での保存試験（１００時間保存）を行った。
Ｔｇが６０℃以下の接着剤を用いたカードは、接着剤と基材ＰＥＴとの間で剥離が生じたが、Ｔｇが１００℃以上の接着剤を用いたカードは、剥離を生じることがなかった。
したがって、この試験に耐える信頼性を有するカードを必要とする場合には、Ｔｇを１００℃以上とする必要があり、先の表面凹凸の評価から得られた結果と合わせると、Ｔｇは、１００〜１０５℃の範囲にあることが、最も好ましいという結果が得られる。
【００３９】
（４）曲げ試験による信頼性評価
カードが屈曲された場合の信頼性を評価するために、曲げ試験（ＪＩＳ：Ｘ６３０３）を行った。曲げ試験における信頼性は、縦弾性係数（樹脂の柔軟性）の影響が大きいため、縦弾性係数が１１８０，１６７０，２０６０，２２５０，２７４０ＭＰａのエポキシ系樹脂を使用して、５種類のカードを作製し、試験を行った。
また、ＪＩＳ：Ｘ６３０３に準拠した曲げ試験だけでなく、更に曲げ量を増やした限界試験を行った。ＪＩＳ：Ｘ６３０３は、短辺方向曲げ１０ｍｍ、長辺方向曲げ２０ｍｍであるが、限界試験は、短辺方向曲げ１５ｍｍ、長辺方向曲げ２５ｍｍとして試験を実施した。
これらの曲げ試験の結果を、表３に示す。
【００４０】
【表３】

【００４１】
ＩＣチップが動作しなくなったのは、曲げたときの応力がＩＣチップに集中したためと考えられる。以上の曲げ試験の結果から、エポキシ系樹脂の縦弾性係数は、限界試験でも動作可能であった２０６０ＭＰａを中心とした１６７０〜２２５０ＭＰａの範囲内であれば、ＩＣチップに割れ（チップクラック）が発生しにくいと判断できる。
【００４２】
本実施形態によれば、基材層３と表面層１０とをエポキシ系樹脂により接合したので、非接触ＩＣカードの製造が簡単になり、また、信頼性も向上する。
特にエポキシ系樹脂のＴｇ及び縦弾性係数を特定の範囲とすると、従来の非接触ＩＣカードよりも信頼性を飛躍的に向上させることができる。
【００４３】
（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。
例えば、本実施形態において、リライト及び追加印刷は、表面層１０の上に行う例を示したが、これに限らず、裏面層１側に行うようにしてもよいし、両側に行ってもよい。
また、本実施形態において、リライト及び追加印刷を行う例を示したが、これに限らず、これらの付加機能を設けなくてもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、請求項１の発明によれば、表面層と基材層とを接着し、かつ、ＩＣチップの封止を行い、ＩＣチップによる凹凸を吸収し平滑化する平滑化層を設けたので、表面の凹凸が少なく、製造が簡単であるために低価格な非接触ＩＣカードを得ることができる。
【００４５】
請求項２の発明によれば、平滑化層は、エポキシ系樹脂であるので、プレスラミネートによって各層を積層することができるので、従来からある積層方法を応用することができ、より低価格な非接触ＩＣカードを得ることができる。
【００４６】
請求項３の発明によれば、エポキシ系樹脂は、ガラス転移点が１０５℃以下であるので、表面の凹凸が非常に少ない非接触ＩＣカードを得ることができる。
【００４７】
請求項４の発明によれば、エポキシ系樹脂は、ガラス転移点が１００〜１０５℃の範囲内であるので、点圧強度も高く、保存性も高い非接触ＩＣカードを得ることができる。
【００４８】
請求項５の発明によれば、エポキシ系樹脂は、縦弾性係数が１６７０〜２２５０ＭＰａの範囲であるので、曲げ強度の高い非接触ＩＣカードを得ることができる。
【００４９】
請求項６の発明によれば、表面層は、カード完成状態でプリンタにより印刷が行われる追加印刷部を有するので、プリントされた図柄にかすれ、色抜け、ゆがみ等のない鮮明な図柄が追加印刷可能な非接触ＩＣカードを得ることができる。
【００５０】
請求項７の発明によれば、表面層は、カード完成状態でプリンタにより表示の書き換えが行われる表示部を有するので、表示の書き換え時に消去残りがあったり、文字等のかすれ、ゆがみ等のない鮮明な表示の書き換えが可能な非接触ＩＣカードを得ることができる。
【００５１】
請求項８の発明によれば、表面層と基材層とを、エポキシ系樹脂により接着し、かつ、ＩＣチップの封止を行い、ＩＣチップによる凹凸を吸収し平滑化する平滑化行程を備えるので、表面の凹凸が少ない非接触ＩＣカードを簡単に製造することができ、より低価格な非接触ＩＣカードを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明する図である。
【図２】実施形態の断面図である。
【図３】従来技術を説明する図である。
【図４】従来技術の問題点を説明する断面図である。
【符号の説明】
１裏面層
２接着層
３基材層
４アンテナコイル
５ＩＣチップ
１０表面層
１１平滑化層（エポキシ系樹脂）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-contact IC card that exchanges information with the outside in a non-contact manner and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
As an additional function for further enhancing the convenience of the non-contact IC card, a non-contact IC card provided with a rewrite function capable of rewriting and displaying various information (hereinafter referred to as rewrite) is disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 7-68978 and It is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 7-125483. In addition, when used as an ID card, credit card, etc., in addition to the pre-printed symbols, the user's face photo and the like are also printed when the card is issued (hereinafter referred to as additional printing). .
[0003]
On the other hand, IC chips for IC cards in recent years have been bipolarized into simple and low-cost thin chips and high-function but thick ones. A non-contact IC card has an IC chip embedded in the inside of the card. Especially when a high-functional type is used, the IC chip has a thickness of 250 to 300 μm. A certain part swells and the card surface is uneven. The irregularities on the surface of the card are not only beautiful in appearance, but also when rewriting or additional printing is performed after the card is completed and shipped, the suitability of the printer is reduced, and characters, designs etc. are blurred, erasure residue, It will cause distortion.
[0004]
Therefore, in the conventional non-contact IC card, a spacer matching the thickness of the IC chip is provided in the card in order to smooth the card surface.
Hereinafter, a layer configuration and a manufacturing method of a non-contact IC card having a conventional spacer will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a perspective view showing separated layers constituting a conventional non-contact IC card.
A conventional non-contact IC card includes a back surface layer 101, a first adhesive layer 102, a base material layer 103, a sealing portion 106, a second adhesive layer 107, a spacer layer 108, a third adhesive layer 109, and a surface layer 110. Etc. are laminated by press lamination.
[0005]
The back surface layer 101 is a layer on one outermost surface of the non-contact IC card, and is a sheet made of polyethylene terephthalate (hereinafter referred to as PET) and printed.
The first adhesive layer 102 is a layer that adheres the back surface layer 10 and the base material layer 103, and is a polyester-based adhesive.
[0006]
The base material layer 103 is formed by forming an antenna coil 104 on a PET sheet by etching, conductive printing or the like, and mounting the IC chip 105 on the position connected to the antenna coil 104 by flip chip mounting using ACF or the like. It is a mounted board.
The sealing portion 106 is a portion where the IC chip 105 is sealed with a sealing resin to protect the bare (bare) IC chip 105 and enhance reliability.
[0007]
The second adhesive layer 107 is a polyester-based adhesive that bonds the base material layer 103 and the spacer layer 108, and has a hole 107 a for accommodating the sealing portion 106.
The thickness of the spacer layer 108 combined with the thickness of the second adhesive layer 107 corresponds to the combined thickness of the IC chip 105 and the sealing portion 106, thereby eliminating a step near the IC chip 105. For this purpose, the sheet is made of PET, and a hole 108a for accommodating the sealing portion 106 is opened.
[0008]
The third adhesive layer 109 is a layer that adheres the spacer layer 108 and the sealing portion 106, and is a polyester-based adhesive.
The surface layer 110 has a portion where rewrite or additional printing is performed, and is a layer provided on the outermost surface, and is a sheet made of PET on which common printing or the like is performed as a card.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional non-contact IC card requires a step of opening the holes 107a and 108a in the second adhesive layer 107 and spacer layer 108 at the center of the card, which causes an increase in cost.
Further, in order to increase the reliability of the chip, it is necessary to seal the IC chip 105 with the sealing resin of the sealing portion 106, which is also a factor in increasing the cost. In addition, as compared with an IC card with contact terminals, in a point pressure test (a test in which a chip portion is pressed with a certain load), only a considerably inferior result was obtained, and a practical strength was not obtained.
[0010]
Further, the conventional non-contact IC card has a problem that it is difficult to completely eliminate the unevenness generated on the card surface.
FIG. 4 is a view showing a cross section of a conventional non-contact IC card in a completed state. FIG. 4 shows an example in which irregularities are generated on the surface layer 110 side, but these irregularities may occur on the back layer 101 side depending on the layer thickness and material of each layer, conditions during press lamination, and the like. is there. In the conventional non-contact IC card, the size of the sealing portion 106 and the hole portions 107a and 108a cannot be adjusted so that there is no gap S (If they are combined, stress is applied to the chip in a bending test and chip cracking occurs. A recess 110a (FIG. 4A) is formed in a portion corresponding to the gap S on the surface layer 110. Further, since the thickness of the sealing portion 106 also varies, the concave portion 110b [FIG. 4B] or the convex portion 110c [FIG. 4C] is likely to be formed on the surface layer 110.
Due to these irregularities, the suitability of the printer on the surface layer 110 deteriorates, and when rewriting or additional printing is performed, the problem of blurring of characters, designs, etc., erasure residue, distortion, etc. has not been solved. .
[0011]
An object of the present invention is to provide a non-contact IC card having a smooth card surface, a sufficient strength of the card itself, high reliability, and low cost, and a method for manufacturing the same.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this. That is, the invention of claim 1 includes an IC chip (5), an antenna coil (4) connected to the IC chip, and a base material layer (3) on which the antenna coil is formed and the IC chip is mounted. And the surface layer (10) laminated on the surface of the base material layer on which the IC chip is mounted, the surface layer and the base material layer are bonded, and the IC chip is sealed, A smoothing layer (11) that absorbs and smoothes irregularities caused by the IC chip, and the smoothing layer (11) has a glass transition point in the range of 100 to 105 ° C. and a longitudinal elastic modulus of 1 670. It is an epoxy resin (11) in the range of ˜2250 MPa, and when the thickness of the IC chip is 250 μm or less, it is a non-contact IC card having a layer thickness of 380 μm to 420 μm.
[0017]
According to a second aspect of the invention, in the non-contact IC card according to claim 1, wherein the surface layer (10) is a non-contact IC, characterized in that it comprises an additional printing unit for printing by the printer is performed by the card completed state Card.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, in the non-contact IC card according to the first or second aspect , the surface layer (10) has a display unit in which display is rewritten by a printer when the card is completed. It is a non-contact IC card.
[0019]
The invention of claim 4 includes an IC chip (5), an antenna coil (4) connected to the IC chip, a base material layer (3) on which the antenna coil is formed and the IC chip is mounted, A non-contact IC card manufacturing method comprising a surface layer (10) laminated on a surface of the substrate layer on which the IC chip is mounted, wherein the surface layer and the substrate layer are epoxy-based. It is bonded with a resin (11), and the IC chip is sealed, and a smoothing process for absorbing and smoothing irregularities due to the IC chip is provided. The smoothing process has a glass transition point of 100 to 105 ° C. In the case where the longitudinal elastic modulus is in the range of 1670 to 2250 MPa, and the thickness of the IC chip is 250 μm or less, the layer thickness is 380 μm to 420 μm. Contact IC It is a manufacturing method of a card.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
(Form of non-contact IC card)
FIG. 1 is a perspective view showing the layers constituting the non-contact IC card of this embodiment separately.
In addition, the part which fulfill | performs the same function as the prior art example mentioned above attaches | subjects the same code | symbol at the end, and abbreviate | omits the overlapping description suitably.
In the non-contact IC card in the present embodiment, a back surface layer 1, an adhesive layer 2, a base material layer 3, a smoothing layer 11, a surface layer 10, and the like are laminated.
[0021]
The back layer 1 is a sheet made of PET and printed, and has a layer thickness of 125 to 135 μm.
[0022]
The adhesive layer 2 is a layer that adheres the back layer 1 and the base material layer 3 and is an epoxy-based adhesive. The layer thickness is preferably in the range of 70 to 120 μm, and in this embodiment, is 100 μm. When this layer thickness is thinner than 70 μm, handling during the manufacturing process becomes difficult (handling properties are deteriorated), which is disadvantageous in terms of productivity. Further, when the layer thickness is 120 μm or more, for example, the back layer 1 needs to be thin in order to keep the thickness of the entire card within the standard value. In such a case, the antenna coil 4, the IC chip 5, etc. See through.
[0023]
The base material layer 3 is a substrate in which an antenna coil 4 is formed on a PET sheet having a layer thickness of 25 μm, and a bare IC chip 5 is mounted, and the layer thickness is 25 microns.
The antenna coil 4 is formed by etching. Based on the number of turns = 3T and the capacitor capacity = 50 pF, the resonance frequency is changed by changing these, and the communication characteristics with the reader / writer for the non-contact IC card are changed. It is adjusted.
The IC chip 5 is a non-contact IC chip having a thickness of 250 μm, and is mounted by flip mounting using an ACF.
[0024]
The smoothing layer 11 is a layer made of an epoxy resin adhesive, adheres the surface layer 10 and the base material layer 3, seals the IC chip 5, and absorbs irregularities caused by the IC chip 12. And a smoothing layer.
The smoothing layer 11 has a layer thickness of 400 μm. When the thickness of the IC chip 5 is 250 μm or less, 380 to 420 μm is optimal. Even if it is thicker than this, there is no change in the unevenness of the surface layer 10. This is because the thickness becomes 20 μm or more.
[0025]
The epoxy resin used for the smoothing layer 11 preferably has a glass transition point (hereinafter referred to as Tg) of 105 ° C. or lower. If Tg is set to a higher value, the surface roughness of the surface layer 10 becomes 10 μm or more. For rewriting and additional printing by a printer, it is desirable that the surface unevenness is 10 μm or less, and the appearance is not noticeable. The Tg of the epoxy resin used for the smoothing layer 11 is more preferably in the range of 100 ° C to 105 ° C. This is because when the Tg is lower than 100 ° C., the reliability of the completed card is lowered.
[0026]
Furthermore, in order to further increase the reliability of the completed card, the epoxy resin used for the smoothing layer 11 preferably has a longitudinal elastic modulus (Young's modulus) in the range of 1670 to 2250 MPa.
[0027]
The surface layer 10 is a layer on the outermost surface having a portion (display portion, additional printing portion) where rewriting or additional printing is performed, and printing on a sheet made of PET having a layer thickness of 125 to 135 μm, etc. In addition, a thermal rewrite layer is applied. In addition to the thermal rewritable layer, an image receiving layer for printing a facial photograph was also provided by silk printing.
[0028]
(Production method)
Hereinafter, the manufacturing method of the non-contact IC card in this embodiment will be described.
First, the above layers having a size equal to or larger than a predetermined card size are sequentially laminated, and ultrasonic vibration is locally applied to a portion outside the range to be a card, and temporarily fixed by ultrasonic welding.
[0029]
Next, press lamination is performed to integrate the layers by the adhesive force of the adhesive layer 2 and the smoothing layer 11. A flat plate press is used for pressing. The thickness of the flat plate is preferably thicker than 1.5 mm. This is because if the thickness is 1.5 mm or less, the convex portion of the IC chip 5 portion is depressed by pushing the flat plate, and the convex portion on the card surface is also 30 μm or larger. The conditions are a temperature of 130 ° C., a pressure of 1960 MPa (20 kg / cm ² ), and press laminate with holding for 15 minutes. Here, when the temperature is raised to 140 ° C. or higher, the thermal rewrite layer is deteriorated. Moreover, at 120 degrees C or less, hardening of an adhesive takes time and productivity will fall. With regard to the pressure, 1470 to 2450 MPa (15 to 25 kg / cm ² ) is optimal. If the pressure is higher than this, the IC chip 5 is destroyed, and if the pressure is lower than this, air bubbles enter between the PET and the adhesive, causing poor appearance and poor adhesion.
[0030]
After press lamination, the card is completed by punching into a predetermined card shape. At this time, if the Tg of the epoxy resin used for the smoothing layer 11 is higher than 120 ° C., the base material around the card also tends to crack. Therefore, the Tg of the epoxy resin used for the smoothing layer 11 needs to be 120 ° C. or lower in addition to the above-described conditions.
[0031]
(Evaluation)
The results obtained by preparing several types of cards in which the Tg and longitudinal elastic modulus of the epoxy resin used for the smoothing layer 11 of the non-contact IC card according to the present embodiment are changed and evaluating the surface unevenness and reliability are shown below.
[0032]
(1) Surface irregularities Since surface irregularities are greatly affected by Tg, five types of cards having Tg of 40, 60, 100, 105, and 110 ° C. were produced. Three types of IC chips with thicknesses of 150, 250, and 300 μm were prepared, and the amount of surface irregularities was measured for each. The results are shown in Table 1.
[0033]
[Table 1]

[0034]
From this result, when the thickness of the IC chip was 250 μm or less, it was confirmed that the surface unevenness could be 10 μm or less if Tg was 105 ° C. or less. Further, it has been found that as the Tg is increased, the convex amount of the IC chip portion tends to increase.
Here, the suitability for rewrite and additional printing was confirmed using the card. Rewrite uses a rewrite card R / W: KU-R3000 (manufactured by Kyushu Matsushita Electric), and additional printing uses a face photo printer: CP410 (manufactured by Dainippon Printing) to evaluate the rewritten display and print results. . As a result, it was confirmed that when the surface unevenness was 20 μm or more, printing failure, erasing failure, and color loss occurred at and around that portion. On the other hand, when the surface unevenness was 10 μm or less, no printing defect occurred.
[0035]
(2) Reliability evaluation by point pressure test Point pressure test was performed as reliability evaluation. The point pressure test is a test for confirming whether or not the IC chip operates by applying a certain load to a certain place (on the IC chip) on the card with an iron ball of φ10 mm. In the point pressure test, since the influence of Tg is large, five types of epoxy resin Tg of 40, 60, 100, 105, and 110 ° C. were prepared and compared to produce five types of cards. For reference, a conventional non-contact IC card was also tested. These results are shown in Table 2.
[0036]
[Table 2]

[0037]
From this test result, it is considered that the higher the Tg, the higher the reliability of the point pressure test because the adhesive that is the base material around the IC chip is harder.
Further, even when the card has a Tg of 40 ° C., the strength equivalent to that of the conventional non-contact IC card is obtained, but considering the actual use state, the strength against this point pressure test is desired to be higher. . If the strength double that of the conventional product is taken as one standard, the strength of the point pressure test is preferably Tg of 60 ° C. or more. Here, when combined with the results obtained from the previous evaluation of the surface roughness, it can be determined that Tg is desirably in the range of 60 to 105 ° C.
[0038]
(3) Reliability evaluation by storage test under harsh environment As a reliability evaluation, a storage test (storage for 100 hours) in an atmosphere at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90% was performed.
A card using an adhesive having a Tg of 60 ° C. or lower peeled between the adhesive and the base material PET, but a card using an adhesive having a Tg of 100 ° C. or higher does not peel. It was.
Therefore, when a card having reliability that can withstand this test is required, Tg needs to be 100 ° C. or higher, and when combined with the results obtained from the evaluation of the surface irregularities, Tg is 100˜ A result of being most preferable to be in the range of 105 ° C. is obtained.
[0039]
(4) Reliability evaluation by bending test In order to evaluate the reliability when the card is bent, a bending test (JIS: X6303) was performed. The reliability in the bending test is greatly influenced by the longitudinal elastic modulus (resin flexibility), and therefore, five types of cards are produced using epoxy resins having longitudinal elastic modulus of 1180, 1670, 2060, 2250, 2740 MPa. The test was conducted.
Moreover, not only the bending test based on JIS: X6303 but the limit test which increased the bending amount further was done. JIS: X6303 has a short side direction bend of 10 mm and a long side direction bend of 20 mm, but the limit test was conducted with a short side direction bend of 15 mm and a long side direction bend of 25 mm.
Table 3 shows the results of these bending tests.
[0040]
[Table 3]

[0041]
The reason why the IC chip stopped operating is thought to be that the stress when bent was concentrated on the IC chip. From the results of the above bending test, if the longitudinal elastic modulus of the epoxy resin is in the range of 1670 to 2250 MPa centering on 2060 MPa, which was operable even in the limit test, a crack (chip crack) occurs in the IC chip. It can be judged that it is difficult to do.
[0042]
According to this embodiment, since the base material layer 3 and the surface layer 10 are joined by the epoxy resin, the manufacture of the non-contact IC card is simplified and the reliability is also improved.
In particular, when the Tg and longitudinal elastic modulus of the epoxy resin are in a specific range, the reliability can be dramatically improved as compared with the conventional non-contact IC card.
[0043]
(Deformation)
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the equivalent scope of the present invention.
For example, in the present embodiment, an example in which rewrite and additional printing are performed on the front surface layer 10 is shown. However, the present invention is not limited to this. .
In the present embodiment, an example of performing rewrite and additional printing has been described. However, the present invention is not limited thereto, and these additional functions may not be provided.
[0044]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the invention of claim 1, the smoothing layer that adheres the surface layer and the base material layer, seals the IC chip, and absorbs and smoothes the unevenness caused by the IC chip. Therefore, a low-cost non-contact IC card can be obtained because there are few surface irregularities and the manufacturing is simple.
[0045]
According to the invention of claim 2, since the smoothing layer is an epoxy-based resin, each layer can be laminated by press lamination, so that a conventional lamination method can be applied, and a non-price that is less expensive. A contact IC card can be obtained.
[0046]
According to the invention of claim 3, since the epoxy resin has a glass transition point of 105 ° C. or lower, it is possible to obtain a non-contact IC card having very few surface irregularities.
[0047]
According to the invention of claim 4, since the epoxy resin has a glass transition point in the range of 100 to 105 ° C., a non-contact IC card having high point pressure strength and high storage stability can be obtained.
[0048]
According to the invention of claim 5, since the epoxy resin has a longitudinal elastic modulus in the range of 1670 to 2250 MPa, a non-contact IC card having high bending strength can be obtained.
[0049]
According to the invention of claim 6, since the surface layer has an additional printing portion that is printed by the printer in a card completed state, a clear design that is not blurred, discolored, distorted, etc. is additionally printed. A possible non-contact IC card can be obtained.
[0050]
According to the seventh aspect of the present invention, the surface layer has a display portion in which the display is rewritten by the printer when the card is completed. Therefore, there is no erasure residue, no blurring of characters, distortion, etc. A non-contact IC card capable of rewriting a clear display can be obtained.
[0051]
According to the invention of claim 8, the surface layer and the base material layer are bonded with an epoxy resin, and the IC chip is sealed, and a smoothing process for absorbing and smoothing irregularities due to the IC chip is provided. Therefore, a non-contact IC card with less surface irregularities can be easily manufactured, and a lower-cost non-contact IC card can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a conventional technique.
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a problem of the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Back layer 2 Adhesive layer 3 Base material layer 4 Antenna coil 5 IC chip 10 Surface layer 11 Smoothing layer (epoxy resin)

Claims

An IC chip, an antenna coil connected to the IC chip, a base material layer on which the antenna coil is formed, the IC chip mounted thereon, and a surface of the base material layer on which the IC chip is mounted. And a smoothing layer that adheres the surface layer and the base material layer, seals the IC chip, and absorbs and smoothes irregularities due to the IC chip,
The smoothing layer is in the range of glass transition point of 100-105 ° C., a longitudinal elastic modulus is an epoxy-based resin is in the range of 1 670～2250MPa, the thickness of the IC chip in the case of 250μm or less Is a non-contact IC card having a layer thickness of 380 μm to 420 μm.

2. The non-contact IC card according to claim 1, wherein the surface layer has an additional printing unit that is printed by a printer in a card completion state.

3. The non-contact IC card according to claim 1, wherein the surface layer has a display unit in which display is rewritten by a printer when the card is completed.

An IC chip, an antenna coil connected to the IC chip, a base material layer on which the antenna coil is formed, the IC chip mounted thereon, and a surface of the base material layer on which the IC chip is mounted. A non-contact IC card having a surface layer, wherein the surface layer and the base material layer are bonded with an epoxy resin, and the IC chip is sealed. It has a smoothing process that absorbs and smoothes irregularities caused by
In the smoothing step, when the glass transition point is in the range of 100 to 105 ° C., the longitudinal elastic modulus is in the range of 1670 to 2250 MPa, and the thickness of the IC chip is 250 μm or less, the layer thickness is A method for producing a non-contact IC card in which smoothing is performed using an epoxy resin having a size of 380 μm to 420 μm.