JP6184337B2 - Ｉｃカード及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣカード及びその製造方法に関する。特に、本発明は、比較的容易に製造することができ、平坦性が高く、かつ製造時の熱プレス工程で受けるアンテナパターンへのダメージが小さいＩＣカード、及びその製造方法に関する。

図１に示すような、インレット３の両面に、コアシート２を貼り合わせ、さらに表面シート１を積層した非接触型ＩＣカードが知られている。ここで、インレット３は、ＩＣチップ３１とアンテナパターン３２とをアンテナ基材３３上に実装したものである。インレット及びこれらのシートは、熱プレスによって積層化されている。

一般的に、アンテナ基材には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が用いられ、コアシートには、非晶性のポリエチレンテレフタレート系コポリマー、特にＰＥＴ−Ｇが用いられている。この場合、アンテナ基材として用いられるＰＥＴと、コアシートに用いられるＰＥＴ−Ｇとの接着性は低いため、インレット３に開孔３４を設けて、熱プレスした際に、この孔を通じてコアシート同士を接着させている。

しかし、インレットとシートとが端部で剥離して、隙間から水分等が入りアンテナに悪影響を与える場合がある。そこで、図２のように、インレット３をコアシート２よりも小さくして、カード端部でもコアシート同士を直接接着させることもできるが、この場合はカードの厚みが不均一になるという問題がある。

そこで、特許文献１では、図３に示すように、小さなインレットを用いつつ、カードの厚みを一定にするために、インレット３の外側にスペーサー４を設けた非接触型ＩＣカードを開示している。

特開２０１０−１７６４７７号公報

特許文献１に記載の発明によって、厚さの不均一性はある程度改良されているが、カードの外周部分にアンテナパターンがある場合には、開孔の位置によって熱プレス時にアンテナパターンが変形し、通信特性に悪影響を及ぼすということが分かった。理論に拘束されないが、これは厚みが一定とならない箇所では、熱プレスの際に、アンテナパターンに応力が集中しやすいためと考えられる。

さらに、近年多機能化を求められているＩＣカードに対しては、特許文献１に記載の非接触型ＩＣカードでも厚みの均一性が未だ不十分になることがあった。すなわち、開孔付近においては、熱プレスした際にコアシートの樹脂が流れ込む分だけカードが薄くなる場合があり、厚みが一定とならない場合があった。

このような問題は、接着性の改良のためにアンテナ基材に開孔を開ける場合だけではなく、非接触型のＩＣカードの表面に、さらに接触型用のＩＣチップを埋め込む場合に、接触型ＩＣチップ用の開孔を設ける場合にも発生する。また、インレットにはＩＣチップを入れず、非接触型の機能を与えた接触型ＩＣチップを表面に有するコンビネーションカードについても、同様の問題が発生しうる。

すなわち、ＩＣカードの表面に、さらに接触型用のＩＣチップを埋め込む場合には、図４に示すような接触型ＩＣチップ用の開孔３５を設ける場合がある。このような開孔３５を有していることで、カード表面に接触型ＩＣチップ用の溝を切削する際に、切削時のバリを抑制する効果がある。

このような接触型ＩＣチップ付きのＩＣカードを製造する場合には、上記の課題はより顕著なものとなる。すなわち、ＩＣチップ用の開孔３５付近で、カードの平坦性がより低くなる。また、接触型用ＩＣチップが埋め込まれる場所はカード端部の既定の場所であるため、この付近でアンテナパターンの形状が複雑化せざるをえなくなり、熱プレスの際に複雑化したアンテナパターンに応力が集中し、アンテナパターンがより変形しやすくなる。そして、非接触型ＩＣカードの通信特性が悪化する場合がある。また、この場合の開孔が比較的大きく、かつ／又はアンテナパターンの形状が複雑化している影響で、ＩＣカードの厚みの均一性が不十分となる場合が多い。

そこで、本発明は、比較的容易に製造することができ、平坦性が高く、かつ製造時の熱プレス工程で受けるアンテナパターンへのダメージが小さいＩＣカード及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、特定の積層構造を用いることによって、上記の課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記の通りである。

［１］ インレット、前記インレットの周囲を囲んでいるスペーサー、並びに前記インレット及び前記スペーサーの両面に積層されているコアシートを含む積層体を熱プレスして得られるＩＣカードであって、
前記インレットが、開孔を含むアンテナ基材、及び前記アンテナ基材上のアンテナパターンを有し、かつ
前記積層体の前記スペーサーが突出部を有し、前記突出部が前記開孔付近の前記アンテナパターンに重なっている、ＩＣカード。
［２］ 前記突出部が、前記開孔部上に拡がっている、［１］に記載のＩＣカード。
［３］ 接触型ＩＣチップをその表面に有し、前記アンテナ基材の前記開孔部が、前記接触型ＩＣチップが埋め込まれる位置に対応する位置にある、［１］又は［２］に記載のＩＣカード。
［４］ 前記接触型ＩＣチップが、非接触型ＩＣチップの機能を有し、接触型としても非接触型としても使用することができる、［３］に記載のＩＣカード。
［５］ 前記スペーサー及び前記コアシートが、それぞれ非晶性ポリマーを含む、［１］〜［４］のいずれか一項に記載のＩＣカード。
［６］ 表面に、結晶性ポリマーを含む表面シートをさらに有する、［１］〜［５］のいずれか一項に記載のＩＣカード。
［７］ 前記インレットが、非接触型のＩＣチップを有する、［１］〜［６］のいずれか一項に記載のＩＣカード。
［８］ 前記コアシートが、前記非接触ＩＣチップが重なる位置に開口部を有する、［７］に記載のＩＣカード。
［９］ 前記開口部を有するコアシートと、前記表面シートとの間に、非晶性ポリマーを含む追加のコアシートをさらに有する、［８］に記載のＩＣカード。
［１０］ 前記突出部の全面積が、前記インレットの全面積の５０％以下である、［１］〜［９］のいずれか一項に記載のＩＣカード。
［１１］ 以下の工程を含む、ＩＣカードの製造方法：
突出部を有するスペーサーをインレットの周囲に重ね合わせる工程であって、前記インレットが、開孔を含むアンテナ基材、及び前記アンテナ基材上のアンテナパターンを有し、前記スペーサーの突出部を、前記アンテナ基材の開孔付近の前記アンテナパターンに重ね合わせる工程；
前記スペーサーとコアシートとを重ね合わせる工程；
コアシートをさらに重ね合わせて、前記コアシートでサンドイッチされているスペーサー及びインレットの積層体を得る工程；及び
前記積層体を熱プレスする工程。

本発明によれば、比較的容易に製造することができ、平坦性が高く、かつ製造時の熱プレス工程で受けるアンテナパターンへのダメージが小さいＩＣカードを提供することができる。

従来から知られている非接触型ＩＣカード断面の概略図である。この構成では、コアシート２同士が端部で剥離する場合がある。 従来から知られている非接触型ＩＣカード断面の概略図である。この構成では、カードの厚みが一定とならない場合がある。 （ａ）の図は、従来から知られている非接触型ＩＣカード断面の概略図である。（ｂ）の図は、インレット３とスペーサー４とを組み合わせた場合の上面図の概略図である。この構成では、スペーサー４を有している点で有利であるが、熱プレス時にその付近のアンテナパターンが変形する場合があり、かつ／又は開孔３４付近でカードの厚みが一定とならない場合がある。 ＩＣカードに、接触型ＩＣチップを搭載できるように開孔３５を設けているインレット３の上面図の概略図である。 本発明のＩＣカードを製造する際に用いる積層体の、インレット３とスペーサー４とを含む層の上面図の概略図である。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々変形して実施できる。

≪ＩＣカード≫
本発明のＩＣカードは、ＪＩＳ及びＩＳＯで規定されるＩＣカードと同等のものであり、インレット、インレットの周囲を囲んでいるスペーサー、並びにインレット及びスペーサーの両面に積層されているコアシートを含む積層体を熱プレスして得られる。ＩＣカードとしては、インレットにＩＣチップを含む非接触型のＩＣカード；カード表面に接触型のＩＣチップを含む接触型のＩＣカード；接触型のＩＣチップが非接触型の機能を併せ持ち、接触型としても非接触型としても使用できるＩＣカード（いわゆるコンビネーションカード）等が挙げられる。

＜インレット＞
インレットは、開孔を含むアンテナ基材、及びアンテナ基材上のアンテナパターンを有し、開孔を有することで積層体を熱プレスする際にインレットを挟むコアシート同士がそれを通じて融着する。インレットは、最終のカードよりも小さく、周囲をスペーサーが囲む。インレットは、非接触型のＩＣチップを有することができる。

アンテナ基材は、１つ以上の開孔を有し、熱プレスした際にコアシート及び／又はスペーサーの樹脂が溶けて、コアシート同士が融着する。

アンテナ基材に用いる材料としては、特に限定するものではないが熱可塑性ポリマーを好適に用いることができる。このような熱可塑性ポリマーとしては、結晶性ポリマーであってもよく、具体的にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を好適に用いることができる。この結晶性ポリマーフィルム層は、透明、又は白色等の有色の結晶性ポリマーフィルム層であってよい。アンテナ基材は多層構造でもよく、また紙基材などを用いてもよい。

アンテナ基材の厚みとしては、１μｍ以上、５μｍ以上、又は１０μｍ以上であり、かつ１００μｍ以下、６０μｍ以下、又は３０μｍ以下の範囲内であることが好ましい。

アンテナパターンは、外部の情報書込／読出装置に近接すると、情報書込／読出装置からの電磁誘導によって電流が流れる。この電流がＩＣチップに供給され、情報書込／読出装置とＩＣチップとの間でデータを入出力できる。非接触型ＩＣカード用のインレットを示す図３（ｂ）又は図４のように、アンテナパターン３２は、アンテナ基材上にあり、通常はアンテナ基材の外周部付近を複数回周回して、非接触型のＩＣチップ３１と接続する。

アンテナパターンは、カード製造時の熱プレスの際に変形し、情報書込／読出装置との通信特性が悪影響を受ける場合がある。変形は、主にアンテナ基材の開孔付近にあるアンテナパターンで発生する場合が多い。ここで、開孔付近とは、特に、開孔から最も近い位置をいう。例えば、アンテナパターンの変形は、アンテナパターンと開孔との距離が、１０ｍｍ以内、８ｍｍ以内、５ｍｍ以内、又は特に３ｍｍ以内であると発生しやすい。

特にアンテナパターンの変形は、図４のように、少なくともアンテナの線の最外部の一部に角部及び／又は曲線部を有し、かつ角部及び／または曲線部と開孔部との距離が近い場合に発生しやすいことが分かった。ここで、角部とは、アンテナの線の開孔に近い辺を延長した直線が交わる点をいい、曲線部とはアンテナパターンが直線状ではない箇所をいう。

上述のように、熱プレスの際に複雑化したアンテナパターンに応力が集中し、アンテナパターンがより変形しやすくなる。

なお、製造コストを抑制するために、接触型用ＩＣチップを用いない非接触型ＩＣカードにも、このようなＩＣチップ用の開孔３５を設けたインレットが用いられる場合がある。

アンテナパターンは、銅等の金属からなる巻き線コイルを用いてパターンを形成してもよく、又は銅、アルミ等の金属薄膜をエッチングしてアンテナパターンを形成してもよい。

アンテナパターンにはＩＣチップが電気的に接続されている。ＩＣチップは樹脂封止されてもよい。また、ステンレス板（ＳＵＳ板）などの補強板を有していてもよい。非接触型のＩＣチップを有するインレットを用いる場合、非接触型のＩＣチップを実装した部分のインレットの厚みはアンテナの厚み、ＩＣチップの厚みによるが、一般的に１００μｍ以上、１５０μｍ以上、２００μｍ以上、又は２５０μｍ以上であり、そして６００μｍ以下、４００μｍ以下、３５０μｍ以下であってよい。アンテナとＩＣチップと接続の方法としては、例えばＩＣチップに形成されたバンプとアンテナの端部に設けられたアンテナ接続ランドで、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）などを用いて接続することができるがこれに限定するものではない。

＜スペーサー＞
スペーサーは、最終のＩＣカードに熱プレスする前の積層体の状態で、インレットの周囲を囲んで存在し、その突出部は、アンテナ基材の開孔付近のアンテナパターンと重なる。ここで、「突出部」とは、熱プレスする前の積層体の状態で、インレット上に重なるスペーサーの部分をいう。

スペーサーは、本来インレットに由来する凹凸が、最終のカード表面の平坦に影響を与えないようにするためのものであるが、本発明者らは、インレット上にまでスペーサーの一部を重ねることで、予想外にも最終のカード表面の平坦度を高めることができ、かつアンテナパターンの変形も防止することに成功した。

例えば、図５に示すようにスペーサー４の突出部４１は、接触型ＩＣチップ用の開孔３５の付近のアンテナパターン３２と重なる。また、好ましくは、スペーサー４の突出部４１は、開孔３５の上にも重なる。当然に、スペーサーの突出部が重なるアンテナパターンは、表裏のコアシートを融着させるための開孔３４の付近であってもよく、この場合好ましくは開孔３４の上にも重なる。また、開孔が複数ある場合には、それらの開孔付近の複数のアンテナパターン上及び随意に複数の開孔上に、スペーサーの１以上の突出部が重なることができる。

スペーサーの突出部の全面積は、インレットの全面積の、５０％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下、１０％以下、８％以下、又は５％以下、又は３％以下とすることができる。

スペーサーの突出部の面積は、付近にある開孔の大きさ、前述の面積を考慮して選択することができる。

スペーサーの材料としては、特に限定するものではないが、熱可塑性ポリマー、特に非晶性ポリマーを用いることができる。このような非晶性ポリマーとしては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、非晶性ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリル樹脂が挙げられ、特に非晶性ポリエステル、例えば非晶性のポリエチレンテレフタレート系コポリマーであってよい。ここで、このような非晶性のポリエチレンテレフタレート系コポリマーとしては、エチレングリコールと他のジオールとテレフタル酸との脱水縮合樹脂、特にエチレングリコールとシクロヘキサンジメタノールとテレフタル酸との脱水縮合樹脂、すなわちいわゆるＰＥＴ−Ｇを挙げることができる。また、密着性の点からコアシートと同じ材料を用いることが好ましい。

スペーサーの厚みとしては、５μｍ以上、１０μｍ以上、又は３０μｍ以上であることが好ましく、また２００μｍ以下、１００μｍ以下、又は８０μｍ以下であることが好ましい。特に、アンテナ基材の厚み以上であることが好ましく、またアンテナ基材とアンテナパターンを合わせた厚み以下であることが好ましい。

＜コアシート＞
コアシートは、最終のＩＣカードに熱プレスする前の積層体において、インレット及びスペーサーをサンドイッチする。熱プレスして最終のＩＣカードを得た場合には、インレットの開孔及び溶融したスペーサーを通じて、表裏のコアシートが融着し、インレットを封止する。

コアシートは、インレットが非接触型ＩＣチップを有する場合、その非接触型ＩＣチップが重なる位置に開孔を有していてもよい。これにより、ＩＣチップの凸部を平坦化するスペーサーとしても、コアシートを用いることができる。この場合、開孔を有するコアシートに、さらに追加のコアシートを積層させることができる。

コアシートに用いることができる材料としては、スペーサーに関して用いることができる上述の材料と同じである。

コアシートの厚みとしては、３０μｍ以上、５０μｍ以上、又は１００μｍ以上であることが好ましく、また５００μｍ以下、３００μｍ以下、又は２００μｍ以下であることが好ましい。この場合、表裏のシートで異なる厚みを有していてもよい。さらに、追加のコアシートが、インレット及びスペーサーをサンドイッチする第１のコアシートと異なる厚みを有していてもよい。

＜表面シート＞
本発明のＩＣカードの表面には、表面シートを用いることができる。表面シートの材料としては、特に限定されないが、熱可塑性樹脂、紙等を用いることができる。中でも表面を保護する目的で、結晶性ポリマーを用いることができ、特にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を好適に用いることができる。

この表面シートの厚さは、１０μｍ以上、３０μｍ以上、又は５０μｍ以上であってよく、５００μｍ以下、３００μｍ以下、１５０μｍ以下であってよい。

＜他の層＞
本発明のＩＣカードには、上述したシートの他に他の層を含むことができる。例えば、カードの耐割れ性を向上させるために、結晶性ポリマーのシートを任意のシート間に挿入することができる。また、表面に印刷を付与するために、印刷層を含むことができ、またこれらの層間を接着するために接着層を設けてもよい。また、任意に磁気テープ、可逆性感熱記録シート等を有していてもよい。

≪ＩＣカードの製造方法≫
次に本発明のＩＣカードの製造方法の一例を説明する。この場合、一度に複数枚のカードを製造するために、各シートを重ね合わせて熱プレスした後に、カードサイズに裁断する。本発明の製造方法においては、特に従来からの製造装置を変更することなく、比較的容易にＩＣカードを得ることができる。

具体的には、上記のコアシート上に上記のスペーサーを重ね、かつ／又は上記のインレットをスペーサーの周囲に重ね合わせる。ここで重ね合わせる順番は、順不同とすることができる。この際、アンテナ基材にある開孔部付近のアンテナパターンが、スペーサーの突出部と重なるように、インレット及びスペーサーを配置する。そしてさらにコアシートを重ね合わせて、スペーサーとインレットとをコアシートでサンドイッチした積層体を得る。なお、各層は、接着剤、特にホットメルト系接着剤で貼り合わせることもできる。最終的に、この積層体を熱プレスして、裁断して、ＩＣカードを得ることができる。また、接触型ＩＣチップを接続する場合は、裁断後、接触型ＩＣチップ用の溝を切削する。

熱プレスは、使用するＩＣチップ、樹脂に合わせて適宜プレス温度、圧力、プレス時間を設定する。

ＩＣカードが表面シートを有する場合、さらに表面シートを配置する工程を含めることができ、好ましくは上記の接着剤を用いて各シート間を接着する工程を含めることができる。また、上述の本発明のＩＣカードが有していてもよい層を形成する工程を含めることができる。

下記の層をこの順で積層し、そしてプレス温度１２５℃、プレス時間４０分、及びプレス圧力１２．５ｋｇ／ｃｍ^２の条件で熱プレスして、非接触型ＩＣカードを製造した。 ここで、インレットには、非接触型ＩＣチップが接続されており、アンテナパターン及び開孔部は、図４に示すような形状であった。また、実施例の非接触型ＩＣカードを製造する際には、図５に示すような突出部を有するスペーサーを用いて、図５に示すように上記のインレットをそのスペーサーと重ね合わせた積層体を熱プレスした。比較例の非接触型ＩＣカードを製造する際には、スペーサーの内周とインレットの外周が等しいようなロの字型のスペーサーを用いて積層体を構成し、熱プレスした。

・表面シート（厚さ：１００μｍ、材料：ＰＥＴ）；
・追加のコアシート（厚さ：１００μｍ、材料：ＰＥＴ−Ｇ）；
・インレットの非接触型ＩＣチップの位置に開孔を有するコアシート（厚さ：１００μｍ、材料：ＰＥＴ−Ｇ）
・インレット（ＰＥＴ製アンテナ基材）及びその周囲のスペーサー（厚さ：５０μｍ、材料：ＰＥＴ−Ｇ）
・インレットの非接触型ＩＣチップの位置に開孔を有するコアシート（厚さ：１００μｍ、材料：ＰＥＴ−Ｇ）
・追加のコアシート（厚さ：１００μｍ、材料：ＰＥＴ−Ｇ）；
・表面シート（厚さ：１００μｍ、材料：ＰＥＴ）

実施例の非接触型ＩＣカードは、厚みが一定で、かつ情報書込／読出装置との通信特性も良好であったが、比較例の非接触型ＩＣカードは、厚みが一定ではない箇所があり、情報書込／読出装置と通信ができない場合があった。

１ 表面シート
２ コアシート
３ インレット
３１ 非接触型ＩＣチップ
３２ アンテナパターン
３３ アンテナ基材
３４ 開孔
３５ 接触型ＩＣチップ用の開孔
４ スペーサー
４１ スペーサー突出部
１０ ＩＣカード

Claims (11)

1. インレット、前記インレットの周囲を囲んでいるスペーサー、並びに前記インレット及び前記スペーサーの両面に積層されているコアシートを含む積層体を熱プレスして得られるＩＣカードであって、
   前記インレットが、開孔を含むアンテナ基材、及び前記アンテナ基材上のアンテナパターンを有し、かつ
   前記積層体の前記スペーサーが突出部を有し、前記突出部が前記開孔付近の前記アンテナパターンに重なっている、ＩＣカード。
2. 前記突出部が、前記開孔部上に拡がっている、請求項１に記載のＩＣカード。
3. 接触型ＩＣチップをその表面に有し、前記アンテナ基材の前記開孔部が、前記接触型ＩＣチップが埋め込まれる位置に対応する位置にある、請求項１又は２に記載のＩＣカード。
4. 前記接触型ＩＣチップが、非接触型ＩＣチップの機能を有し、接触型としても非接触型としても使用することができる、請求項３に記載のＩＣカード。
5. 前記スペーサー及び前記コアシートが、それぞれ非晶性ポリマーを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のＩＣカード。
6. 表面に、結晶性ポリマーを含む表面シートをさらに有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のＩＣカード。
7. 前記インレットが、非接触型のＩＣチップを有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載のＩＣカード。
8. 前記コアシートが、前記非接触ＩＣチップが重なる位置に開口部を有する、請求項７に記載のＩＣカード。
9. 前記開口部を有するコアシートと、前記表面シートとの間に、非晶性ポリマーを含む追加のコアシートをさらに有する、請求項８に記載のＩＣカード。
10. 前記突出部の全面積が、前記インレットの全面積の５０％以下である、請求項１〜９のいずれか一項に記載のＩＣカード。
11. 以下の工程を含む、ＩＣカードの製造方法：
    突出部を有するスペーサーをインレットの周囲に重ね合わせる工程であって、前記インレットが、開孔を含むアンテナ基材、及び前記アンテナ基材上のアンテナパターンを有し、前記スペーサーの突出部を、前記アンテナ基材の開孔付近の前記アンテナパターンに重ね合わせる工程；
    前記スペーサーとコアシートとを重ね合わせる工程；
    コアシートをさらに重ね合わせて、前記コアシートでサンドイッチされているスペーサー及びインレットの積層体を得る工程；及び
    前記積層体を熱プレスする工程。

Images