JP5477586B2 - デュアルインターフェイス型ｉｃカードの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ＩＣカード用外部接続端子基板、接触式及び非接触式の２種類の通信インターフェイスを有するデュアルインターフェイス型ＩＣカード（以下デュアルＩＦカード）の製造方法における、ＩＣチップ、アンテナ回路、外部接続端子基板を接続させるためのカード基材内に埋め込まれた接続端子の露出加工に関する。
従来、家電製品、コンピュータ・モバイル製品の分野等においては、軽薄短小の流れの中で各種装置の更なる高機能、高密度化が進められており、カード製造業界においても同様の要請が高まっている。特に近年は、ＩＣカードによるクレジット、電子マネー等の多機能決済等の高機能、多機能化が注目されている。
ＩＣカードの高機能化、多機能化の流れの一つとして、インターフェイスの複数化が挙げられる。ＩＣカードの通信方式には、大別して接触式と非接触式との２種類があるが、この両方の方式の通信が可能なハイブリッドカードやデュアルＩＦカードが知られている。
このうち、デュアルＩＦカードは、コンビネーションカードとも称され、１個のＩＣチップで接触式及び非接触式の両方の通信機能を満足するカードであり、接触式通信及び非接触式通信にそれぞれ専用のＩＣチップを搭載したハイブリッドカードに比べてコスト面で有利である。また、接触用途、非接触用途でポイントサービス等の共通のサービス等を提供できるのはデュアルＩＦカードのみであり、この点においてもメリットを有する。
従来、デュアルＩＦカードのアンテナ回路接続端子露出加工にはエンドミル等を用いたミリング加工が用いられてきたが、昨今、ミリング加工とレーザー加工を併用し、ＩＣモジュール埋設用凹部加工、及びアンテナ接続端子の露出加工を行うことが提案されている（特許文献１）。
しかしながら、レーザー加工を行うことは記載されているが、アンテナ接続端子部最近傍の透明接着剤層の除去や、レーザー照射時に発生する酸化膜の発生、及び接続端子表面のぬれ性及び導電性改善に関して明確な解決方法が得られておらず、アンテナ接続端子部の露出加工に用いることは困難である。
従来、デュアルＩＦカードのアンテナ回路接続端子露出加工にはエンドミル等を用いたミリング加工法が用いられてきたが、ＩＣモジュールを埋設するための凹部加工、及びアンテナ接続端子露出加工は歩留りが悪く、安価に製造することができていない。
そこで、レーザーを適宜照射することにより、接続端子を露出する等の加工の、歩留りを改善することが提案されているが、アンテナ接続端子部最近傍の透明接着剤層の除去や、レーザー照射時に発生する酸化膜の発生、及び接続端子表面のぬれ性及び導電性改善に関して明確な解決方法が得られておらず、アンテナ接続端子部の露出加工には用いることは困難であった。
そこで、本発明は、レーザー加工によるカード基材内に埋め込まれているＩＣチップの接続端子や、アンテナ回路の接続端子の露出加工において問題となっている、端子部最近傍の透明接着剤層の除去や、レーザー照射時に発生する端子部での酸化膜の発生防止、及び接続端子表面のぬれ性及び導電性の改善につながるレーザー加工方法を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、熱可塑性樹脂からなるカード基材に、外部接続端子板、アンテナ回路、及びＩＣチップを備えた、接触・非接触両用デュアルインターフェイス型ＩＣカードであって、外部接続端子板とカード基材内に埋め込まれているＩＣチップを接続するか、あるいは外部接続端子板の付いたＩＣチップとカード基材内に埋め込まれているアンテナ回路を接続するための、ＩＣチップの接続端子、あるいはアンテナ回路の接続端子の露出加工において、前記カード基材の除去にＣＯ２レーザーを複数回に分けて照射し、さらにＩＣチップ、あるいはアンテナ回路の接続端子の酸化膜及び接着剤の除去にＹＡＧレーザーを一回照射することを特徴とするデュアルインターフェイス型ＩＣカードの製造方法である。
本発明では、ＣＯ２レーザーの樹脂に対する良好な吸収率と、ＹＡＧレーザーのＣｕ（銅)、Ａｌ(アルミニューム)等の金属に対する良好な吸収率の特徴を組み合わせることにより、問題となっているＩＣチップの接続端子、あるいはアンテナ回路の接続端子の、最近傍の透接着剤の除去や、レーザー照射時に発生する酸化膜の発生防止や除去、及び接続端子表面のぬれ性及び導電性の改善を行うことができ、カード基材内の接続端子の露出加工をレーザー加工のみで行い、エンドミルを用いる切削加工を行わないため、切削工具の磨耗による加工部の品質劣化を防ぎ、また、切削工具メンテナンス及び購入コストを削減することができる。
以下、本発明の第１実施形態のデュアルＩＦカード１におけるＩＣチップ６、アンテナ回路７、外部接続端子基板３を接続させるために行われる、カード基材２内に埋め込まれている接続端子を露出加工する工程を、図１から図８を参照して説明する。図１は本実施形態のデュアルＩＦカード１を示す斜視概念図である。デュアルＩＦカード１のカード基材２の上面には、外部接続端子基板３が取り付けられており、接触式通信が可能となっている。
図２は、デュアルＩＦカード１を分解して示す概念図である。図２に示すように、カード基材２は、上側の第１部材２Ａと下側の第２部材２Ｂとからなり、各部材の間に接触式、及び非接触式通信を行うためのインレット５が挟み込まれるように埋設されている。インレット５はコイル状のアンテナ回路８と、外部接続端子基板３と接続されるための接続端子４と接続されたＩＣチップ７を備えている。
図２においては、ＩＣチップ７はインレット５に設けられているが、外部接続端子基板３に設けることも可能であり、その場合はＩＣチップの接続端子とアンテナ回路の接続端子を接続させる。
カード基材２の材料としては、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、非結晶性ポリエチレンテレフタレートコポリマー（ＰＥＴ−Ｇ）等を好適に採用することができる。またアンテナ回路８は厚み０．０２５〜０．１０ｍｍのＰＥＴ、ＰＥＮ等の絶縁性シート上に０．０１５〜０．０５ｍｍの銅箔を貼り付けた後、パターンエッチングにより形成されている。
図２に示すように、カード基材２の第１部材２Ａには、外部接続端子基板３を配置するための凹部９が設けられている。凹部の底面には、接続端子４と半田バンプとを電気的に接続するための第二の凹形状加工部１０が複数設けられている。
各々の第二の凹形状加工部１０は、インレット５の各々の接続端子４に対応した位置に設けられており、インレット５がカード基材２に埋設されたときに、各々の接続端子４がそれぞれの第二の凹形状加工部１０から露出するようになっている。
外部接続端子基板３を埋設するために、第一の凹形状加工部９を加工するために、エンドミル６等を用いて形成する。このとき、切削にエンドミル６を用いず、ＣＯ２レーザー加工を用いて形成してもよい。続く第二の凹形状加工部１０の加工は、カード基材２内にラミネートされ埋め込まれているＩＣチップ７の接続端子４の露出加工であり、ＣＯ２レーザーとＹＡＧレーザーの組み合わせることで優れた加工を行なうことができる。
従来接続端子４を露出させるため、第二の凹形状加工部１０の加工において、エンドミル６等を用いるミリング加工では、樹脂加工と金属加工を同時に行うため、刃先の損傷が激しく、ランニングコスト負担が多くなっていた。
カード基材２に埋め込まれた接続端子４の表面には接着剤や酸化膜が存在する。この接着剤はＣｕ（銅）、Ａｌ（アルミ）等からなるアンテナ回路８とカード基材２との積層工程で必要なものであり、導電性樹脂、あるいは半田での良好な接続を行うためには完全に除去することが必須である。
この接着剤は、透明であるが故、直接レーザーを吸収することができず、除去が困難であったが、金属に対して選択性の良いＹＡＧレーザーを用いることで、Ｃｕ（銅）、Ａｌ（アルミ）等からなる接続端子を励起することにより、そのエネルギーによってアンテナ
回路８の接続端子４に密着している透明な接着剤を除去することが可能となる。
回路８の接続端子４に密着している透明な接着剤を除去することが可能となる。
ＣＯ２レーザーの照射は、複数回に分けて照射される。連続して照射を行うとカード基材２としてＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＥＴ−Ｇ等の熱可塑性樹脂を使用しているため、照射部のカード基材裏面側に単に熱による変形（複数回を連続で照射すると熱が蓄積するため）、炭化が発生する。炭化は連続照射で発生する訳ではなく、1回で回路端子最近傍間で加工できるような強い条件で加工することで焼け焦げにより炭化が発生する。また、炭化は裏面側ではなく端子表面で発生する。その結果、炭化部分が脱落し接合部に悪影響を与え、カード基材が変形してしまう。
エネルギーレベルを低く抑え、照射と照射の時間を十分に空けることが必要となる。例えば１０秒程度の間隔を置いて熱によるカード基材の変形の無い条件にて照射を行うのが望まししいが、冷却機構を設けることにより冷却時間の短縮が図れ、前記熱による変形も防止できる。
照射レーザーの波長、出力、描画速度、回数、照射順序をさらに細かく設定することにより、例えば出力１５Ｗ、描画速度を２００ｍｍ／ｓｅｃ、照射回数を３回のＣＯ２レーザー照射の後、出力５Ｗ、描画速度１５０ｍｍ／ｓｅｃ、照射回数１回ＹＡＧレーザーを照射することにより、接続端子部最近傍層である接着剤の除去や、接続端子表面の酸化膜を除去することができ、接続端子表面のぬれ性及び導電性が改善される。
レーザー照射条件として一例を示したが、カード基材２、接続端子４の材質によっては、波長、出力、描画速度、回数等を適宜最適な条件に設定することにより、接続端子２の良好な露出加工を実現できる。
カード基材の材質はＰＥＴ−Ｇで、第一の凹部の深さは０．２０〜０．２５ｍｍとしたときの加工条件を示す。外部接続端子基板埋設用の第一の凹部を形成した後、ＣＯ２レーザーにて接続端子上のカード基材プラスティック樹脂を波長１０．６μｍ、出力３０ＷのＣＯ２レーザーを１００ｍｍ／ｓｅｃの描画速度で接続端子サイズを塗りつぶす軌跡で１回描画を行った。
さらにＣＯ２レーザーを1回目と同じ箇所を1回目の５０％程度の出力にて２回目の照射を行い。次に、照射波長１０６４ｎｍ出力１０ＷのＹＡＧレーザーを１００ｍｍ／ｓｅｃの描画速度で1回照射することで接続端子表面を覆っている透明接着剤層１１及び酸化膜を除去して、第一の凹部とのトータルで０．３２〜０．３７ｍｍの第二の凹部を形成した。
ＣＯ２レーザーによって露出されたカード基材中に埋め込まれていた接続端子は、ＹＡＧレーザーにより表面の接着層や酸化物層等が取り除かれ、接続端子清浄面１２が得られ、導電性樹脂、または半田を介した外部接続端子基板との正常な接合により、促進テスト等の耐性試験において問題の発生は無かった。
図７は接続端子４の露出加工法において、ＣＯ２レーザーを用い第二の凹形状加工部１０を１回で除去した状態を示した概念図であるが、接続端子４の表面には炭化物１３が残ってしまい、カード基材２の反対側には熱による変形部１４ができてしまった。一方図８は実施例のようにレーザー照射を３回分け、照射エネルギー、照射波長を変えて露出加工を行ったときの状況を示した概念図であり、カードも変形が無く、清浄な接続端子４が得られる良好な露出加工ができことを示している。
１・・・デュアルＩＦカード（デュアルインターフェイス型ＩＣカード）
２・・・カード基材
２Ａ・・・上側の第１部材
２Ｂ・・・下側に第２部材
３・・・外部接続端子基板
４・・・接続端子
５・・・インレット
６・・・エンドミル
７・・・ＩＣチップ
８・・・アンテナ回路
９・・・第一の凹形状加工部（外部接続端子基板埋設用凹部）
１０・・・第二の凹形状加工部
１１・・・透明接着剤層
１２・・・接続端子清浄面
１３・・・炭化物
１４・・・熱による変形部
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１４・・・熱による変形部
Claims (1)
- 熱可塑性樹脂からなるカード基材に、外部接続端子板、アンテナ回路、及びＩＣチップを備えた、接触・非接触両用デュアルインターフェイス型ＩＣカードであって、外部接続端子板とカード基材内に埋め込まれているＩＣチップを接続するか、あるいは外部接続端子板の付いたＩＣチップとカード基材内に埋め込まれているアンテナ回路を接続するための、ＩＣチップの接続端子、あるいはアンテナ回路の接続端子の露出加工において、前記カード基材の除去にＣＯ２レーザーを複数回に分けて照射し、さらにＩＣチップ、あるいはアンテナ回路の接続端子の酸化膜及び接着剤の除去にＹＡＧレーザーを一回照射することを特徴とするデュアルインターフェイス型ＩＣカードの製造方法。
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| JP2010096207A JP5477586B2 (ja) | 2010-04-19 | 2010-04-19 | デュアルインターフェイス型ｉｃカードの製造方法 |
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| JP2010096207A JP5477586B2 (ja) | 2010-04-19 | 2010-04-19 | デュアルインターフェイス型ｉｃカードの製造方法 |
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