JP4813222B2

JP4813222B2 - コンビネーションカード及びその製造方法

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Publication number: JP4813222B2
Application number: JP2006074553A
Authority: JP
Inventors: 昭彦小松; 真也茂木; 元對尾; 友和嶌田
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: JP2007249780A

Description

本発明は、ＩＣカードの製造方法に関し、特に、外部機器とのデータのやりとりを接触・非接触の両方の方法で行うことのできるコンビネーションカード及びその製造方法に関する。

従来、コンビネーションカードを製造する際には、まず、非接触通信用のアンテナが形成されたアンテナ基板を複数枚のカード素材で挟んでラミネートしたカード基材を作成する。そして、作成したカード基材に接触通信端子付きＩＣモジュールを埋め込むための穴をミリングして、アンテナ側の接点を露出し、ＩＣモジュール側の接点と接触するように接触通信端子付きＩＣモジュールを接着している。
しかし、アンテナを挟んでいるカード素材の厚さには製造誤差によるバラツキがあり、またミリングの際の加工誤差も避けることができない。そのため、コンビネーションカードの製造工程において、ミリングにより形成する穴の深さを一定にして生産すると、穴が浅くなる方向に誤差が生じた場合には、接点が露出されないか又は接触面積が不足して接続不良となり、逆に、穴が深くなる方向に誤差が生じた場合には、アンテナ端子を破損する可能性がある。
そこで、特許文献１に示すような従来技術においては、アンテナ形成後、カード素材でラミネートする前に、アンテナの端子部にポッティングにより銀ペーストなどの導電性材料を半球状に設ける方法が考えられた。これは、ミリング時にアンテナ端子まで到達しないよう、アンテナ端子上に設けられた該導電性材料部分まで切除することにより、アンテナ端子を傷つけずにＩＣモジュールとの接続を確実にしようとする方法である。
特開平１１−１４９５４０号公報

しかし、接点部をポッティングにより導電性材料で半球状に形成すると、図６に示すように「山」形状になるため、接触面積を広げたい場合にはより深くまでミリングを行う必要があるが、導電性材料とアンテナ配線との界面近傍までミリングを行うとアンテナ配線を破損する可能性が高くなり、製造不良の原因となる。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、カード素材の厚さにおける製造誤差及びミリングの際の加工誤差に関わらずアンテナ端子とＩＣモジュールとを確実に接続し、加工性に優れ歩留まりの高いコンビネーションカード及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、接触通信手段を備えたＩＣモジュールと非接触通信用アンテナとを備えたコンビネーションカードの製造方法であって、アンテナ基材の片方の面に第１のアンテナを形成する第１のアンテナ形成工程と、前記第１のアンテナ上の所定の位置に前記アンテナ基材を貫通する穴を設けるスルーホール部形成工程と、前記アンテナ基材の反対側の面に第２のアンテナを形成すると同時又は形成後に、前記スルーホール部に導電性材料を充填する第２のアンテナ形成工程と、前記第１のアンテナの接続端子上に、印刷法により導電性材料印刷層を形成すると同時に、前記スルーホール部に導電性材料を充填し、前記第１のアンテナと第２のアンテナとを導通させる導電性材料印刷層形成工程と、前記第１及び第２のアンテナが形成されたアンテナ基材の片面若しくは両面をカード素材でラミネートし、少なくとも２層構造のカード基材を形成するカード基材形成工程と、前記カード基材の所定領域に、前記ＩＣモジュールを収容するための第１の穴を形成する第１の穴あけ工程と、前記第１の穴の前記第１のアンテナの接続端子上の位置に、前記導電性材料印刷層を露出するための第２の穴を形成する第２の穴あけ工程と、前記第２の穴に導電性接着剤を充填し、前記第１の穴に前記ＩＣモジュールを収容し、接合するＩＣモジュール接合工程と、を有することを特徴とするコンビネーションカードの製造方法を提供するものである。

本発明の第１の態様においては、導電性材料印刷層形成工程は、導電性材料を、シルクメッシュを用いてスクリーン印刷することによって導電性材料印刷層を形成することが好ましい。又は、導電性材料印刷層形成工程は、導電性材料を、印刷部分にエッチングで穴あけ加工したステンレス板を用いて印刷することによって導電性材料印刷層を形成することが好ましい。

本発明の第１の態様において、導電性材料印刷層を形成する導電性材料として、カード素材との密着性が、アンテナの機械的強度及びアンテナとアンテナ基材との密着性よりも弱い材料を用いることが好ましい。また、導電性材料印刷層を形成する導電性材料として、アンテナの接続端子との密着性が、アンテナの機械的強度及びアンテナとアンテナ基材との密着性よりも弱い材料を用いることが好ましい。また、導電性材料印刷層を形成する導電性材料は、導電性ペーストであることが好ましい。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、接触通信手段を備えたＩＣモジュールと非接触通信用アンテナとを備えたコンビネーションカードであって、
少なくとも以下のＡ〜Ｈの工程を有する製造方法によって製造されたことを特徴とするコンビネーションカードを提供するものである。
Ａ：アンテナ基材の片方の面に第１のアンテナを形成する第１のアンテナ形成工程。
Ｂ：第１のアンテナ上の所定の位置にアンテナ基材を貫通する穴を設けるスルーホール部形成工程。
Ｃ：アンテナ基材の反対側の面に第２のアンテナを形成すると同時又は形成後に、スルーホール部に導電性材料を充填する第２のアンテナ形成工程。
Ｄ：第１のアンテナの接続端子上に、印刷法により導電性材料印刷層を形成すると同時に、スルーホール部に導電性材料を充填し、第１のアンテナと第２のアンテナとを導通させる導電性材料印刷層形成工程。
Ｅ：第１のアンテナ及び第２のアンテナが形成されたアンテナ基材の片面若しくは両面をカード素材でラミネートし、少なくとも２層構造のカード基材を形成するカード基材形成工程。
Ｆ：カード基材の所定領域に、ＩＣモジュールを収容するための第１の穴を形成する第１の穴あけ工程。
Ｇ：第１の穴の第１のアンテナの接続端子上の位置に、導電性材料印刷層を露出するための第２の穴を形成する第２の穴あけ工程。
Ｈ：第２の穴に導電性接着剤を充填し、第１の穴にＩＣモジュールを収容し、接合するＩＣモジュール接合工程。

本発明の第２の態様においては、導電性材料印刷層が、導電性材料を、シルクメッシュを用いてスクリーン印刷することによって形成されたことが好ましい。又は、導電性材料印刷層が、導電性材料を、印刷部分にエッチングで穴あけ加工したステンレス板を用いて印刷することによって形成されたことが好ましい。

本発明の第２の態様の構成において、導電性材料印刷層は、カード素材との密着性が、アンテナの機械的強度及びアンテナとアンテナ基材との密着性よりも弱い導電性材料で形成されていることが好ましい。また、導電性材料印刷層は、アンテナの接続端子との密着性が、アンテナの機械的強度及びアンテナとアンテナ基材との密着性よりも弱い導電性材料で形成されていることが好ましい。また、導電性材料印刷層が、導電性ペーストで形成されていることが好ましい。

本発明によれば、加工性に優れ歩留まりの高いコンビネーションカード及びその製造方法を提供できる。

〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。図１に、本実施形態にかかるコンビネーションカードの一構成例を示す。図１に示すコンビネーションカードは、カード基材８と接触通信端子付きＩＣモジュール７とによって構成されている。カード基材８は、ループ形状をした非接触通信用アンテナが形成されたアンテナ基材１を複数枚のカード素材２、３で挟んでラミネートしたもので、該アンテナの端子部４には、端子部全体を均一の厚さで覆った導電性材料印刷層５が印刷技術により形成されている。
ＩＣモジュール７は、カード基材側のアンテナ端子４と電気的に接続するための接続端子６を有する。本実施形態におけるコンビネーションカードは、カード基材８のＩＣモジュール実装部分にＩＣモジュール７の外形に対応した穴を形成する第１のミリング加工と、さらに導電性材料印刷層５が積層されたアンテナ端子部分を露出させるための第２のミリング加工を施し、第２のミリング加工により形成された穴に導電性接着剤を充填、第１のミリング加工により形成された穴にＩＣモジュール７を挿入、接合することにより形成される。

次に、本実施形態にかかるコンビネーションカードの製造方法について詳細に説明する。図２は、本実施形態にかかるコンビネーションカードの製造手順を示すフローチャートである。また、図３は、本実施形態にかかるコンビネーションカードの製造方法を示す工程説明図である。

まず、所定のアンテナ基材１上にアンテナを形成する（ステップＳ１：図３（ａ））。アンテナの形成には、例えば以下のような方法が適用される。
ａ：アンテナ基材の表面に貼り付けた導体箔の一部をエッチングにより除去する方法
ｂ：導電性材料を所定のパターンに印刷することにより形成する方法
ｃ：細線ワイヤーをアンテナ基材上に配置する方法
ｄ：予めパターン形状に成形された導体箔をアンテナ基材上に転写する方法

次に、上記のようにして形成したアンテナ端子部４に、導電性材料を印刷することにより、導電性材料印刷層５を形成する（ステップＳ２：図３（ｂ））。導電性材料印刷層５は、例えばシルクメッシュを用いたスクリーン印刷によって形成しても良いし、印刷部分にエッチングで穴あけ加工したステンレス板を用いて印刷することによって形成しても良いし、他の印刷技術を用いて形成しても良い。
印刷によって形成した導電性材料印刷層５は、導電性材料を従来のようなポッティングにより半球状に設けた場合（図６（ａ））と異なり、均一の厚さで広面積に導電性材料の層を設けることが可能である（図６（ｂ））。
上記のようにしてアンテナの形成されたアンテナ基材１を、複数枚のカード素材２、３で挟んでラミネートしてカード基材８を形成し（ステップＳ３、Ｓ４：図３（ｃ）、（ｄ））、所定の寸法に切断する。また、アンテナ基材１を予め所定の寸法に切断した後にカード素材３上に配置し、その上にカード素材２を重ねてラミネートを行い、所定の寸法に切断しても良い。この場合、カード素材３上にアンテナ基材１を配置した後、アンテナ基材１の周囲にアンテナ基材１の厚さに合わせたスペーサを配置し、その上にカード素材２を重ねてラミネートを行っても良い。
カード素材２、３としては、ＰＥＴ−Ｇなど様々な公知の材料を用いることができ、またカード素材２、３は単層であっても複層であっても良い。
そして、上記で形成されたカード基材８のＩＣモジュール実装部分に、ＩＣモジュール７の外形に対応する形状かつＩＣモジュール７の厚さ寸法に対応する深さの第１の穴をミリングにより形成する（ステップＳ５：図３（ｅ））。ここでは逆凸状の穴を形成するものとする。

さらに、アンテナの端子部４が埋設された領域に、導電性材料印刷層５が積層されたアンテナ端子部分が露出するように第２の穴あけ加工を行い（ステップＳ６：図３（ｆ））、上記第２の穴に導電性接着剤９を充填（ステップＳ７：図３（ｇ））、第１の穴にＩＣモジュール７を挿入、接合する（ステップＳ８：図３（ｈ））。これによりコンビネーションカードが形成される。

印刷により形成した導電性材料印刷層５は、導電性材料を従来のようなポッティングにより半球状に設けた場合と異なり、均一の厚さで広面積に導電性材料の層を設けることが可能であるため、ＩＣモジュール７との接続部分をミリングする際に、カード素材２、３の厚さにおける製造誤差及びミリングの際の加工誤差があっても、接点の面積を広くとることが可能となり、接点面積の不足に起因するＩＣモジュール７とアンテナとの接続不良をふせぐことができる。

また、アンテナ端子４上に導電性材料印刷層５を形成する導電性材料は、カード素材２に対する密着力が、アンテナの機械的強度、及びアンテナとアンテナ基材１との密着性に比べて弱いものであると好ましい。導電性材料とカード素材２との密着力が強いと、第２の穴あけ加工の際に、カード素材２と導電性材料印刷層５との界面付近を削る際、削られたカード素材２に付着して導電性材料印刷層５まで削られてしまうため、導電性材料印刷層５の下のアンテナを傷つける恐れがある。導電性材料印刷層５とカード素材２との剥離が良好であれば、導電性材料印刷層５の厚さが薄くても、ミリング加工の際にアンテナを傷つける恐れがない。

また、アンテナ端子４上に導電性材料印刷層５を形成する導電性材料は、アンテナの接続端子に対する密着力が、アンテナの機械的強度、及びアンテナとアンテナ基材１との密着性に比べて弱いものであると好ましい。導電性材料とアンテナの接続端子との密着力が強いと、第２の穴あけ加工の際に、導電性材料印刷層５とアンテナとの界面付近を削る際、削られた導電性材料印刷層５に付着してアンテナまで削られてしまうため、導電性材料印刷層５の下のアンテナを傷つける恐れがある。導電性材料印刷層５とアンテナの接続端子との剥離が良好であれば、導電性材料印刷層５の厚さが薄くても、ミリング加工の際にアンテナを傷つける恐れがない。

上記のような導電性材料として、例えばＡｇペーストがあるが、Ａｇペースト以外の導電性の粉体を樹脂中に練り込んだ他のペースト状の材料も適用可能である。
本実施例では、アンテナの形成されたアンテナ基材を複数枚のカード素材で挟んでラミネートしカード基材を形成する例を示したが、アンテナ基材の上面のみにカード素材を積層してラミネートし、カード基材を形成しても良い。

〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。本実施形態にかかるコンビネーションカードは、カード基材８と接触通信端子付きＩＣモジュール７とによって構成される点、及び予めアンテナ端子４上に導電性材料印刷層５を設けてからカード素材２、３で挟んでラミネートし、第１及び第２のミリング加工を施してＩＣモジュール７をカード基材８に実装する点は第１の実施形態と同様であるが、図４に示すように、アンテナ基材１の両面に第１のアンテナ１０及び第２のアンテナ１２を有するコンビネーションカードで、アンテナを形成する際、第１のアンテナ１０上にアンテナ基材１を貫通する穴（スルーホール）１１を設け、アンテナ端子部４に導電性材料印刷層５を設けるのと同一工程で、スルーホール１１に導電性材料を充填することにより、両面のアンテナを導通させたアンテナ基材１を用いて形成されたコンビネーションカードである。
なお、各層の形成方法やアンテナ、スルーホール等の材料などについては第１の実施形態と同様のものを適用可能である。

次に、本実施形態にかかるコンビネーションカードの製造方法について、詳細に説明する。図５は、本実施形態にかかるコンビネーションカードの製造方法を示す工程説明図（部分）である。

まず、アンテナ基材１の片方の面（ＩＣモジュールを実装する面）に、ループ形状の非接触通信用アンテナである第１のアンテナ１０を形成する（こちらを表面とする）。アンテナの形成方法としては、例えば、アンテナ基材１の表面に貼り付けた導体箔の一部をエッチングにより除去する方法があるが、導電性材料を所定のパターンに印刷することにより形成する方法や、予めパターン形状に成形された導体箔をアンテナ基材上に転写する方法等の他の方法を用いてアンテナを形成することも可能である。

次に、形成した第１のアンテナ１０上にアンテナ基材１を貫通する穴をあける（図５（ａ））。これは、これから他方の面（裏面とする）に形成する第２のアンテナ１２と導通するために導電性材料を充填するための穴であり、スルーホールと呼ぶ。スルーホールは、この段階ではまだ穴だけの状態である。

次に、裏面の第２のアンテナ１２を、導電性材料を所定のパターンに印刷する方法で形成する。この際、第２のアンテナ１２を形成すると同時に、スルーホール１１の穴の裏面から半分程度の深さまで、第２のアンテナ１２の材料である導電性材料を充填する（図５（ｂ））。
なお、裏面の第２のアンテナ１２は、アンテナ基材の表面に貼り付けた導体箔の一部をエッチングによって除去する方法でも形成できるが、この場合はスルーホール１１（穴の状態）を第２のアンテナ１２形成後に、第１及び第２のアンテナの双方を貫通するように形成し、その後スルーホールの穴の裏面から半分定後の深さまで導電性材料を充填する。

ここで、両面のアンテナを接続するために、表面からもスルーホール１１の穴に導電性材料を充填する必要があるが、この際、スルーホール１１の穴に導電性材料を充填するのと同時に、第１のアンテナ１０のＩＣモジュール７と接続するための端子部４に、第１の実施形態と同様の方法で、導電性材料を印刷することにより、導電性材料印刷層５を形成することができる。

このようにすると、両面にアンテナを有するアンテナ基板を用いたコンビネーションカードについて、従来の製造工程から作業工数を増やすことなく、端子部に導電性材料印刷層を形成することができ、ＩＣモジュール実装にあたって、アンテナを傷つけることなく確実にアンテナとの接続を行うことができる。

このように、印刷によって導電性材料印刷層を形成する方法は、アンテナ基材の両面にアンテナを有し、アンテナ基材を貫通するスルーホールに、両面から導電性材料を充填することによって両面のアンテナを導通したアンテナ基板を用いるコンビネーションカードの製造工程においては、スルーホール部への導電性材料充填と同時に導電性材料印刷層を形成することができ、別工程で行う必要のある従来のポッティングによる導電性材料層の形成に比べ、作業工数を増やすことなく行うことができる点でも優れている。

なお、裏面のアンテナ形成及び裏面からのスルーホール部への導電性材料充填と、表面の導電性材料印刷層形成及び表面からのスルーホール部への導電性材料充填とは、順序が逆であっても良い。

また、この後のラミネート、ミリング及びＩＣモジュールの実装等の工程については、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。
なお、第１の実施形態と同様に、アンテナ基材の一方の面のみにカード素材を積層してラミネートし、カード基材を形成しても良いことはいうまでもない。

上記の実施形態は本発明の好適な実施の一例である。本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な変形実施が可能である。

本発明を好適に実施した第１の実施形態にかかるコンビネーションカードの断面説明図である。第１の実施形態にかかるコンビネーションカードの製造方法の手順を示すフローチャートである。第１の実施形態にかかるコンビネーションカードの製造方法を示す工程説明図である。本発明を好適に実施した第２の実施形態にかかるコンビネーションカードの断面説明図である。第２の実施形態にかかるコンビネーションカードに用いるアンテナ基板の状態を示す図である。アンテナ端子上に形成した導電性材料層の断面形状を示す図である。

符号の説明

１アンテナ基材
２、３カード素材
４アンテナ端子
５導電性材料印刷層
６ＩＣモジュール側接点
７接触通信端子付きＩＣモジュール
８カード基材
９導電性接着剤
１０第１のアンテナ
１１スルーホール
１２第２のアンテナ

Claims

接触通信手段を備えたＩＣモジュールと非接触通信用アンテナとを備えたコンビネーションカードの製造方法であって、
アンテナ基材の片方の面に第１のアンテナを形成する第１のアンテナ形成工程と、
前記第１のアンテナ上の所定の位置に前記アンテナ基材を貫通する穴を設けるスルーホール部形成工程と、
前記アンテナ基材の反対側の面に第２のアンテナを形成すると同時又は形成後に、前記スルーホール部に導電性材料を充填する第２のアンテナ形成工程と、
前記第１のアンテナの接続端子上に、印刷法により導電性材料印刷層を形成すると同時に、前記スルーホール部に導電性材料を充填し、前記第１のアンテナと第２のアンテナとを導通させる導電性材料印刷層形成工程と、
前記第１及び第２のアンテナが形成されたアンテナ基材の片面若しくは両面をカード素材でラミネートし、少なくとも２層構造のカード基材を形成するカード基材形成工程と、
前記カード基材の所定領域に、前記ＩＣモジュールを収容するための第１の穴を形成する第１の穴あけ工程と、
前記第１の穴の前記第１のアンテナの接続端子上の位置に、前記導電性材料印刷層を露出するための第２の穴を形成する第２の穴あけ工程と、
前記第２の穴に導電性接着剤を充填し、前記第１の穴に前記ＩＣモジュールを収容し、接合するＩＣモジュール接合工程と、を有することを特徴とするコンビネーションカードの製造方法。
前記導電性材料印刷層形成工程は、
導電性材料を、シルクメッシュを用いてスクリーン印刷することによって前記導電性材料印刷層を形成することを特徴とする請求項１記載のコンビネーションカードの製造方法。
前記導電性材料印刷層形成工程は、
導電性材料を、印刷部分にエッチングで穴あけ加工したステンレス板を用いて印刷することによって前記導電性材料印刷層を形成することを特徴とする請求項１記載のコンビネーションカードの製造方法。
前記導電性材料印刷層を形成する導電性材料として、
前記カード素材との密着性が、前記アンテナの機械的強度及び前記アンテナと前記アンテナ基材との密着性よりも弱い材料を用いることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のコンビネーションカードの製造方法。
前記導電性材料印刷層を形成する導電性材料として、
前記アンテナの接続端子との密着性が、前記アンテナの機械的強度及び前記アンテナと前記アンテナ基材との密着性よりも弱い材料を用いることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のコンビネーションカードの製造方法。
前記導電性材料印刷層を形成する導電性材料は、
導電性ペーストであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のコンビネーションカードの製造方法。
接触通信手段を備えたＩＣモジュールと非接触通信用アンテナとを備えたコンビネーションカードであって、
少なくとも以下のＡ〜Ｈの工程を有する製造方法によって製造されたことを特徴とするコンビネーションカード。
Ａ：アンテナ基材の片方の面に第１のアンテナを形成する第１のアンテナ形成工程。
Ｂ：前記第１のアンテナ上の所定の位置に前記アンテナ基材を貫通する穴を設けるスルーホール部形成工程。
Ｃ：前記アンテナ基材の反対側の面に第２のアンテナを形成すると同時又は形成後に、前記スルーホール部に導電性材料を充填する第２のアンテナ形成工程。
Ｄ：前記第１のアンテナの接続端子上に、印刷法により導電性材料印刷層を形成すると同時に、前記スルーホール部に導電性材料を充填し、前記第１のアンテナと前記第２のアンテナとを導通させる導電性材料印刷層形成工程。
Ｅ：前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナが形成されたアンテナ基材の片面若しくは両面をカード素材でラミネートし、少なくとも２層構造のカード基材を形成するカード基材形成工程。
Ｆ：前記カード基材の所定領域に、前記ＩＣモジュールを収容するための第１の穴を形成する第１の穴あけ工程。
Ｇ：前記第１の穴の前記第１のアンテナの接続端子上の位置に、前記導電性材料印刷層を露出するための第２の穴を形成する第２の穴あけ工程。
Ｈ：前記第２の穴に導電性接着剤を充填し、前記第１の穴に前記ＩＣモジュールを収容し、接合するＩＣモジュール接合工程。
前記導電性材料印刷層が、
導電性材料を、シルクメッシュを用いてスクリーン印刷することによって形成されたことを特徴とする請求項７記載のコンビネーションカード。
前記導電性材料印刷層が、
導電性材料を、印刷部分にエッチングで穴あけ加工したステンレス板を用いて印刷することによって形成されたことを特徴とする請求項７記載のコンビネーションカード。
前記導電性材料印刷層は、
前記カード素材との密着性が、前記アンテナの機械的強度及び前記アンテナと前記アンテナ基材との密着性よりも弱い導電性材料で形成されていることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項記載のコンビネーションカード。
前記導電性材料印刷層は、
前記アンテナの接続端子との密着性が、前記アンテナの機械的強度及び前記アンテナと前記アンテナ基材との密着性よりも弱い導電性材料で形成されていることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項記載のコンビネーションカード。
前記導電性材料印刷層が、
導電性ペーストで形成されていることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項記載のコンビネーションカード。