JPH03101022A - 弾性接点素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カード電卓、多機能ＩＣカード等のカード状
媒体の接点素子に関し、特には液晶表示及びキーパネル
付き多機能ＩＣカードに用いられる弾性接点素子に関す
るものである。

（従来の技術〕 一般に、タレジットカード形電卓の実装技術をＩＣカー
ドに応用した液晶表示及びキーパネル付き多機能ＩＣカ
ードがフィールドテスト段階に入っている。このＩＣカ
ードは、暗証番号をキー人力して記憶内容を確認でき、
銀行預金通帳、タレジットカード、プリペイドカード、
店頭顧客管理カードなど多くの機能を一枚のカードに集
約できるため「多機能ＩＣカード」と呼ばれ、電気電子
機器業界、金融業界、信販業界、流通業界を中心に開発
が急ピッチで進められている。

このＩＣカードは、薄形プリント基板、ＩＣチップ、液
晶表示体、リチウム電池等から成るカードモジュールと
、表裏２枚のパネルフィルムとから成っており、また寸
法がタレジットカード規格（ＪＩＳ　Ｘ　６３０１）に
よって規定され、厚さが薄く、曲げ等の外部応力によっ
て破壊されやすいため、該カードモジュールと表裏のパ
ネルフィルムとの間に金属補強板を挿入し曲げ強さを向
上させるのが一般的である。

しかし、従来では第５図に示すようにプリント基板１に
はキー人力用の櫛歯形電極３が形成され、これに対応す
る接点素子４がパネルフィルム２に形成される′が、こ
の間に挿入される金属補強板５はこの接点位置に開口部
７を設けてキー操作を可能にしている。

そして、この接点素子４はカーボンインクをスクリーン
印刷して設けるのが最も簡便で安価な方法であるが、こ
の方法による接点厚さは２０〜３０μｍが上限であり、
キー操作上問題がある。

即ち、金属補強板５は曲げ強さ向上効果を挙げるために
は厚さ１００μｍ以上が必要とされ、またこの表裏面に
厚さ約２５μｍ以上の接着剤層６，６′が形成されるの
で、パネルフィルム２と櫛歯形電極３との距離、即ち開
口部深さｄは１５０μｍ以上となる。また該開口寸法ａ
も８鶴角以下と小さく、薄い接点素子４で小さ（て深い
開口部を通して指入力するのは非常に困難である。

そのため、パネルフィルムの接点位置に一定以上の厚さ
の導電性ゴムシートや導電性プラスチックシート（例；
カーボンインクをコーティングしたプラスチックシート
）を打抜き加工した接点素子を張合せる方法が採用され
ている。すなわち、パネルフィルムの接点位置に予め粘
着剤パターンをスクリーン印刷によって形成しておき、
一方上記導電性シートをキャリアフィルムにラミネート
して、接点形状の打抜き金型によって導電性シートのみ
「半抜き」加工し、（接点部以外を除去して）キャリア
フィルム上に接点部のみを残し、粘着剤パターンに接点
部を転写する方法（転写接点形成法）が用いられている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、カード状媒体の接点素子に要求される機能と
しては、指入力による操作荷重が４０ｇｆ以下で、接触
抵抗が１にΩ以下であること等があり、導電性ゴムシー
トによる転写接点は、以上の要求を満たすことができる
ものの、圧縮永久歪が２０〜３０％という大きな値のた
め繰返し打鍵によって接点厚さがその分だけ減少し、指
入力が困難になるという問題があり、しかも該導電性ゴ
ムシートは原料価格が高い上、プレス成形法や押出し成
形法によって製造するため単位面積当たり価格が高く、
しかも開口部に対応した部分のみに打抜くのでこのシー
トの大部分（接点部以外の全て）を捨てることになるの
で、経済的に不利であるという欠点があり、また、汎用
のアクリル系粘着剤やゴム系粘着剤で粘着剤パターンを
形成した場合には、導電性シリコーンゴムは粘接着適性
に欠けるので使用することができないという欠点がある
。

一方、導電性プラスチックシートによる転写接点は、プ
ラスチックシートが比較的安価であり、カーボン層も薄
い上コーティングも高速に行えて安価にできるので、こ
の導電性プラスチックシートの大部分を捨てても経済的
問題は少ないが、この接点は硬質のため高い操作荷重を
必要とじ、またチャタリング、バウンシングと呼ばれる
一回打鍵に対する２回以上の入力現象を発生しやすい不
利があるなど、カード状媒体用接点として一長一短があ
り、満足なものはないのが現状である。

本発明は、従来の諸欠点を的確に排除しようとするもの
で、指入力操作を著しく容易にし繰返し打鍵による接点
厚さが変化する問題を解決すると共に、低コストで量産
に適する弾性接点素子を擢供することを目的とするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、カード状媒体のパネルフィルムに粘接着剤層
を介して配備される接点素子において、プラスチックフ
ィルム層と硬さ５゛０°ＩＩｓ以下の軟質ゴム層との少
なくと、も二層以上の積層からなる弾性層の最外表面に
導電性ゴム層を配備したことを特徴とする弾性接点素子
である。

〔実施例〕

本発明は、第２図に示すようにカード状媒体のパネルフ
ィルム２に粘接着剤Ｎ９を介在して形成される接点素子
４において、この接点素子がプラスチックフィルム層１
０と、硬さ（ＪＩＳ−Ａ）５０　”　Ｉｓ以下の軟質ゴ
ム層１１とからなる複層の弾性層に導電性ゴム層１２を
配備したものからなっている。

即ち、櫛歯形電極３を備えた薄形プリント基板１とパネ
ルフィルム２との間に金属補強板５が接着剤層６．６′
によって固着されており、該金属補強板５に形成されて
いる開口部７の中にパネルフィルム２の接点素子４が櫛
歯形電極３に対して対設され、その開口部深さに相当す
る接点厚さの大部分をプラスチックフィルム層１０の厚
さで満たし、該プラスチックフィルム層１０の表面に導
電性ゴム層１２を形成するものである。さらにこの導電
性ゴム層１２はカーボン配合のため硬さ（ＪＩＳ−＾）
６０゜Ｈｓ以上と硬く、厚さが薄いために、電極３の凹
凸に柔軟に適合するゴム接点特有の特徴を出すことがで
きないので、この下面に硬さ（ＪＩＳ−Ａ）　５０°Ｉ
Ｉｓ以下で厚さ２０μｍ以上の軟質ゴム層を配置するこ
とによって、電極３の凹凸に柔軟に適合できる弾性接点
素子としたものである。

また、開口部深さにほぼ相当する厚さの接点素子とする
と、櫛歯形電極を常時リークさせる不良を発生させるこ
とになるので、この場合には、第２図（Ａ）、（Ｂ）に
示すように導電性ゴム層１２の表面縁辺部にドツトスペ
ーサー１３を形成するとよい。

この接点素子４の形成には上述の転写接点形成法を応用
することができる。

なお、粘接着剤層９の粘接着剤としては、アクリル酸ｎ
−ブチル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル
酸メチルなどのアクリル酸高級エステル（Ｃｄ−Ｃ１□
）の共重合体からなるアクリル系粘着剤や、天然ゴム系
粘着剤、ＳＢＲ系粘着剤、再生ゴム系粘着剤、ポリイソ
ブチレン系粘着剤又はスチレン−イソプレン−スチレン
ブロック共重合体系粘着剤などのゴム系粘着剤、或いは
シリコーンゴムと有機クロルシラン（Ｒ、ｌ−５ｉ−Ｃ
Ｉ４−）の加水分解物の縮合反応により得られたシリコ
ーンレジンから成るシリコーン系粘着剤、などから選ん
で用いられるが、ゴム系粘着剤は粘着付与剤を必要とし
、シリコーン系粘着剤は過酸化物架橋を必要とするのに
対し、アクリル系粘着剤は粘着付与剤を必要とせず、ま
た重合体中に不飽和結合を含まないため耐候劣化が少な
いなどの利点からこのものの使用が最も好ましい。また
ナイロン１１＆１２．エチレン−酢酸ビニル共重合体、
飽和共重合ポリエステル、スチレンーブタジエンースチ
レンブロック共重合体などのホントメルト接着剤の使用
も任意とされる。

また、前記プラスチックフィルム層１０としては、ポリ
エチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化
ビニルフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリ
塩化ビニリデンフィルム。

ポリエチレンテレフタレートフィルム（以下ＰＥＴフィ
ルムと略称）、ポリスチレンフィルム、ナイロンフィル
ム、ポリカーボネートフィルム、ボリアリレートフィル
ム、ポリサルホンフィルム。

ポリアクリロニトリルフィルム、フッ素樹脂フィルムな
どを用いるが、耐熱性、粘接着剤との粘接着適性、厚さ
グレードの豊富な品揃えなどからＰＥＴフィルムの使用
が最も好ましい。このＰＥＴフィルムの厚さは５０．７
５．１００．１２５．１８８　、ｕｍなどが上述されて
いるので、接点厚さの設計時に適宜選ぶことができる。

さらに、軟質ゴム層１１および導電性ゴムＮ１２のゴム
材質としては、天然ゴム、ＩＲ，ＢＲ，ＳＢＲ，ＣＲ，
ＮＢＲ，Ｉ　ＩＲ，ＥＰＭ＆ＥＰＤＭ。

ＥＶＡ、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム。

ウレタンゴム、塩素化ポリエチレン、クロルスルホン化
ポリエチレン、シリコーンゴム、フン素ゴムなどの架橋
ゴムの他、ポリエステル系、ポリウレタン系等の熱可塑
性エラストマーから選んで用いるが、特に軟質ゴム層１
１は、形成方法をコーティングやスクリーン印刷による
ことを考慮すると厚さ数十μｍが上限のため、硬い材質
ではゴム接点の特徴をだすことが困難なため、硬さ（Ｊ
ＩＳ−Ａ）５０゜Ｈｓ以下とする必要があるので、ＥＶ
Ａ　（≧５０゜Ｈｓ）　、塩素化ポリエチレン（≧５０
゜Ｈｓ）　。

クロンスルホン化ポリエチレン（≧５０’Ｈｓ）、ウレ
タンゴム（≧６０”Ｈｓ）、　　フン素ゴム（≧５０゜
Ｈｓ）を除いて選択すればよく、未架橋時に粘度３００
０〜ｔｏｏｏｏｐの無溶剤液状ゴムが望ましいが、耐環
境特性の点から液状シリコーンゴムを用いるのがよく、
このようなものとしては前記プラスチックフィルムにプ
ライマー処理無しで良好な接着性を示す付加タイプ自己
接着架橋型シリコーンゴムインクの使用が好ましい。ま
た、この軟質ゴム層は薄ずぎるとゴム接点の特徴をだす
ことができないので櫛歯電極の凹凸が１８μｍ又は３５
μｍであることから２０ｐｍ以上望ましくは３０μｍ以
上とすることが配慮される。この軟質ゴム層１１の形成
にはナイフコーター、コンマコーター、３本リバースロ
ールコータ−、メイヤーバーコーターなどのコーティン
グマシンやスクリーン印刷機によってコーティングする
ことができる。

前記導電性ゴム層１２は、カーボンブランクを前記ゴム
材料に配合した無溶剤溶液または溶剤溶液を用いればよ
いが、メチルビニルシロキサン生ゴム、メチルビニルシ
ロキサンワニス、メチルビニルシロキサンオイル、ハイ
ドロシロキサン、塩化白金酸触媒の混合物を石油系溶媒
溶液とし、これにアセチレンブラックやファーネスブラ
ンクなどのカーボンブラックを配合した付加タイプ架橋
１ 型導電性シリコーンゴムインクｒＭｏ−０２Ｊ（信越ポ
リマー■製、商品名）の使用が好ましい。

このＭＯ−０２は粘度１０００〜２０００Ｐで、コーテ
ィングマシンを用いてコーティングする之とができ、こ
の硬化物の体積固有抵抗は４〜６Ω・ｃｍである。

この導電性ゴム層１２は凹凸やピンホールの多い軟質ゴ
ム層表面にコーティングするため、薄ずぎるとピンホー
ルが発生し、厚すぎると接点素子が硬くなるので５〜１
５μｍの範囲とするのが良い。

前記ドツトスペーサ１３は付加タイプ自己接着架橋型シ
リコーンゴムインクを用いてスクリーン印刷により容易
に形成することができ、接点形状が小さいため、これが
大きすぎると指入力が困難になるので直径１鰭以下、高
さ５０μｍ以下とし、第２図Ａ、Ｂに示すように方形ま
たは円形の接点素子のコーナ一部縁辺部に配置するとよ
い。

なお、前記プラスチックフィルム層１０と軟質ゴム層１
１とからなる弾性層は第１図例では２層積層としたが、
３層以上にしてもよく、かつまたプラスチックフィルム
層１０と軟質ゴム層１１と２ の配置も接点素子４として総体的に柔軟が保有される形
態ならパネルフィルム２側、又は導電性ゴム層１２側い
ずれにしても選ぶことができる。そして、この弾性層と
しては開口部７の空間深さの３０〜８０％好ましくは４
０〜５５％の寸法厚みで複層化し打鍵による圧縮永久歪
の変形も少なく、かつゴム弾性も好適な状態とするこ七
が配慮される。

次に本発明の実施態様例を比較例と対比してその結果を
示す。

実施態様例−１ ピッチ０．６鶴、線幅０．３鶴の櫛歯形電極を有する金
メツキ銅張プリント基板（銅厚さ１８μｍ）と、厚さ１
５０μｍ、開口部寸法が６．５鶴×６．５鶴の５ＵＳ−
３０４製金属補強板を準備し、予め開口部を打抜き加工
した厚さ６０．ｃａｍの両面粘着テープ＃５３２　（日
東電気工業■製、商品名）を用いて櫛歯形電極面に位置
合わせして張合わせた。

パネルフィルムは、厚さ７５μｍのＰＥＴフィルム、ル
ミラーＲＴタイプ（東し■）製、商品名）を用い、また
、アクリル系水性粘着剤、ＳＰタンク（■永瀬スクリー
ン４印刷研究所製、商品名）を用いてスクリーン印刷に
より接点位置に膜厚２５μｍ、外形寸法４．５曹■角の
粘着剤パターンを、同時に金属補強板（ＳＵＳ）に張合
わせるための膜厚２５μｍの粘接着剤パターン（第１図
、６）を形成した。従って、パネルフィルムと櫛歯形電
極面との距離は２３５μｍとなる。

転写接点のベースフィルムとして厚さ１２５μｍのＰＥ
Ｔフィルム、ルミラーＲＳタイプ（東し＠）製、商品名
）を使用し、粘度３５００Ｐの付加タイプ自己架橋形シ
リコーンゴムインク、　　ＫＥ−１８０ＯＲＴＶ（信越
化学工業■製、商品名）をナイフコーク−によりコーテ
ィングし、併設の遠赤外線乾燥機により１５０℃で５分
の条件で硬化させ、膜厚４５μｍ、硬さ（ＪＩＳ−Ａ）
　４０゜Ｈｓの軟質シリコーンゴム層を形成した。次に
、このゴム層表面に粘度１５００Ｐの付加タイプ架橋型
導電性シリコーンゴムインク、ＭＯ−０２（信越ポリマ
ー■製、商品名）を用いナイフコーターによりコーティ
ングし、併設の遠赤外線乾燥機により１５０℃で５分の
条件で硬化させ、膜厚１０．ｃａｍ、硬さ（ＪＩＳ−Ａ
）６０　’　Ｈｓ単位面積当たり抵抗５にΩの導電性シ
リコーンゴム層を形成した。次に、前記Ｋ　Ｅ　−１８
０ＯＲＴ　Ｖを用いスクリーン印刷によって接点位置セ
ンター振り分けで１辺３．８　＊＊の正方形の四隅をセ
ンターとする直径０．１龍、高さ３０μｍのドットスペ
ーサ−を形成した。

次いで、第３図に示すように厚さ１２５μｍのルミラー
Ｒ３タイプ１４の片面に、前記ＳＰタックを厚さ０．０
２５ｎにコーティング１５して片面粘着キャリアフィル
ム１７を調製し、先に調製した転写接点シート１６を印
刷面をキャリアフィルム面に向けて張合わせ、別に製作
した打抜き金型１８（打抜寸法４．５龍Ｘ４．５ｍｍ）
によって半抜きしてキャリアフィルム上に接点部４のみ
を残し、第４図に示すように先に調製したパネルフィル
ム２の粘接着剤パターン９に接点部４を載せたキャリア
フィルム１７を押付けて粘接着剤パターン９上に接点４
を転写した。

５ この結果この接点素子は粘着剤ｊｉｔ２５μｍ／プラス
チックフィルム１２５μｍ／軟質ゴム層４５軟質ゴム層
４ブ ２５μｍ即ち総厚２３０μｍで、外形寸法は１辺４、５
鰭の正方形で、その４コーナーに直径０．　７　＊＊の
ドットスペーサ−が配置されている。

この接点素子付きパネルフィルムを先に調製したプリン
ト基板上のＳＯ３補強板面に接点部を位置合わせして張
合わセ・、打鍵試験したところ操作荷重２０ｇｆで接触
抵抗０．５〜０．９にΩを得た。

比較例 パネルフィルム及びプリント基板及び金属補強板１両面
粘着テープは実施態様例−１と同じものを用い、一方接
点素子は転写接点のベースフィルムとして厚さ１８８μ
ｍのＰＥＴフィルム、ルミラーＲ３タイプを使用し、こ
の表面に粘度５００Ｐの飽和共重合ポリエステル系導電
性インク、　　５Ｔ７７−２（信越ポリマー■製．商品
名）をナイフコーターによりコーティングし、併設の遠
赤外線乾燥機により１５０℃で３分の条件で硬化させ、
６ 膜厚１０μｍ，単位面積当たり抵抗５０Ωの導電皮膜を
形成した。この皮膜の硬さ（ＪＩＳ−＾）は９０　’　
Ｈｓ以上に相当する。その他製法は実施例とほぼ同じに
したが、接点素子総厚を一致させるため粘接着剤層他の
厚さを変化させて、結局この接点素子の構成は、粘接着
層１５μｍ　／　Ｐ　Ｅ　Ｔフィルム１８８μｍ／導電
層１０μｍ／ドツトスペーサー層２２μｍ即ち総厚２３
５μｍで、その他条件は同じにして打鍵試験をしたとこ
ろ接触抵抗１．ＯｋΩ以下を得るのに操作荷重１５０ｇ
ｆを要し、カード電卓技術者の指押圧感覚では５００ｇ
ｆ程度に相当するという結果であった。

〔発明の効果〕

本発明は、プラスチックフィルム層と硬さ５０　’　Ｈ
ｓ以下の軟質ゴム層との少なくとも二層以上の積層から
なる弾性層の最外表面に導電性ゴム層を配備したことに
より、パネルフィルムとプリント基板間に金属補強板を
配置するためにできる空間を弾性層で埋めることとなり
、指入力操作を容易にすることができると共に、繰り返
し打鍵による接点厚さの変化が少なく耐久性も著しく向
上でき、しかも高価な導電性ゴムシートを大幅に削減で
き、その大部分を捨てる転写接点形成加工によるものの
経済的不利をも軽減でき、ゴム弾性を有する転写接点を
安価に提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す使用状態の縦断面図、第
２図Ａ．Ｂは弾性接点素子の異なる形態の底面図、第３
図及び第４図はそれぞれ製造−工程の縦断説明図、第５
図は従来例のカード状媒体の打鍵部構造の縦断面図であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）カード状媒体のパネルフィルムに粘接着剤層を介
   して配備される接点素子において、プラスチックフィル
   ム層と硬さ５０゜Ｈｓ以下の軟質ゴム層との少なくとも
   二層以上の積層からなる弾性層の最外表面に導電性ゴム
   層を配備したことを特徴とする弾性接点素子。
2. （２）前記弾性層が、パネルフィルムとこれに対設され
   るプリント基板との間に形成される空間深さ３０〜６０
   ％の厚みを有する請求項１記載の弾性接点素子。
3. （３）前記導電性ゴム層が、その表面縁辺部にドットス
   ペーサを形成した請求項１または２記載の弾性接点素子
   。