JPH0852968A - 非接触カードの製造方法および非接触カード - Google Patents

非接触カードの製造方法および非接触カード

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JPH0852968A
JPH0852968A JP7049095A JP4909595A JPH0852968A JP H0852968 A JPH0852968 A JP H0852968A JP 7049095 A JP7049095 A JP 7049095A JP 4909595 A JP4909595 A JP 4909595A JP H0852968 A JPH0852968 A JP H0852968A
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JP
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card
antenna
contact
electronic module
thermoplastic sheet
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JP7049095A
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Jean-Christophe Fidalgo
フィダルゴ ジャン−クリストフ
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Gemplus Card International SA
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 美観に優れた薄いカードを効率良く低コスト
で容易に製造するとともに、カード本体への電子モジュ
ールの設置精度の低下を極限する。 【構成】カード１はカード本体２、集積回路チップ８と
２つのコンタクト領域１２とを有する電子モジュール７
並びにコンタクト領域に２つのコンタクト端子で接続し
たアンテナ５を有する。電子モジュールはさらに、カー
ドが接触により作動するよう、チップに接続したコンタ
クトパッドを備える。製造方法には、カード本体の層を
アンテナの上部で雌型成形し、カード本体に空洞を形成
してアンテナのコンタクト端子を露出させる工程並びに
続いてカード本体の空洞１７に電子モジュールを設置す
る工程を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンタクト無しまたは
非接触のカード（すなわち、接触せずに動作するカー
ド）の製造方法と、カード本体、電子モジュール、およ
び上記モジュールに接続されたアンテナを備える非接触
カードに関するものである。そのようなカードは、例え
ば、公共輸送機関、特に地下鉄のシステムにおける料金
支払操作、銀行取引、電話による通信、または各種の身
元確認操作など、種々の操作を行うよう構成されてい
る。これらの操作は、カードの電子モジュールと受信機
または読み取り機との間の遠隔電磁結合によって行われ
る。この結合は読み出しモードまたは読み出し／書き込
みモードで行うことができる。
【０００２】現在カードは、標準化された寸法の携帯品
として製造されている。しかしながら、非接触のカード
の場合には、これらの携帯品がしばしばより厚いものと
なる。通常のＩＳＯ規格7810は、長さ85mm、幅54mm、厚
さ0.76mmの標準形態を有するカードに相当する。非接触
のカードはそれぞれ、熱可塑性シートと集積回路チップ
を含む電子モジュールとを組み立てて構成されるカード
本体を有し、チップには誘導コイル形のアンテナが接続
されている。
【０００３】
【従来の技術】共積層技術(colamination technique)に
よって非接触カードを作成する方法が知られている。こ
の方法では、プレスの２枚の板の間に複数の熱可塑性シ
ートを積み重ねて配置し、非接触の電子モジュールをそ
の中間に配置する。この電子モジュールは、あらかじめ
この電子モジュールを取り囲むアンテナに接続されてい
る。その後熱と圧力を加えて複数の熱可塑性シートを溶
着させる。
【０００４】使用する材料の膨張係数の違いのために、
圧力と温度の作用の組み合わせによってカード表面及び
電子モジュールの前に残留変形が生じる。衝撃と捩じり
に対して異なった耐性を有する領域が作り出される。厚
さを厚くしない限りは、得られるカードの美観は満足で
きるものではなく、これはしばしば上記の標準的な厚さ
0.76mmを有するカードの製造が不可能であることを意味
する。従って、そのような方法の効率は低い。さらに、
不良品としてはねられるカードにはすでに電子モジュー
ルとコイルが内蔵されているので、このような方法は特
にコストの高いものになる。
【０００５】さらに、下側の熱可塑性シートに矩形のフ
レームを設置し、このフレームと中間のシートによって
形成された空洞内に、あらかじめアンテナに接続されて
いる電子モジュールを設置して、この空洞に熱硬化樹脂
を注ぎ、その後この空洞を上側の熱可塑性シートで被覆
するという非接触カードの作製方法がある。そのような
方法で作製されたカードは、縁部に、美観を損ねるサイ
ンカーブ状のストリップを有する。さらに、カードへの
モジュールの設置を非常に大まかな方法で行われるの
で、このような方法で製造されたカードにコンタクトイ
ンターフェースを付加することは非常に困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を克服した非接触カードの製造方法を提案することを目
的としており、特に、美観に優れた薄いカードを効率良
く低コストで容易に製造することが可能で、カード本体
への電子モジュールの設置精度の低下を最少とするよう
な非接触カードの製造方法を提案することを目的として
いる。本発明のもう１つの目的は、非接触の動作と接触
動作の２つの動作様式を有する複合またはハイブリッド
カードを得るために非接触カードにコンタクトインター
フェースを付加することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】これらの目的および以下
に示すその他の目的は、まず第一に、カード本体、集積
回路チップと２つのコンタクト領域とを有する電子モジ
ュール、および該電子モジュールのコンタクト領域に２
つのコンタクト端子によって接続されたアンテナを有す
る非接触またはハイブリッドカードの製造方法であっ
て、カード本体の層をアンテナの上部で雌型成形し、カ
ード本体に空洞を形成して上記アンテナのコンタクト端
子を露出させる工程と、続いてカード本体の空洞に電子
モジュールを設置する工程とを含むことを特徴とする方
法によって達成される。
【０００８】これらの目的および以下に示すその他の目
的は、第二に、カード本体、集積チップカードと２つの
コンタクト領域とを備える電子モジュール、および該電
子モジュールのコンタクト領域に２つのコンタクト端子
によって接続されたアンテナを有する非接触カードであ
って、上記モジュールが、上記カードが接触による動作
を行うための上記チップに接続されたコンタクトパッド
を有することを特徴とするカードによって達成される。
以下の記載により、本発明の実施方法がより明らかに理
解されよう。これらは本発明を限定するものではない。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の方法に従って得られたハイ
ブリッド非接触カードの断面を示している。このカード
は全体を参照番号１で示されている。そのようなカード
１は２つのモードで動作することができる。つまり非接
触の動作と、接触して行う動作が可能である。これらの
ハイブリッドカードは、例えば、離れた位置から現金取
扱い操作を行うために構成され、この操作ではカードが
端子の近傍を通過する時にカードから遠隔操作によって
支払ユニットが差し引かれ（非接触動作）、標準的なコ
ンタクトカードと互換性のある自動支払機内で支払ユニ
ットが再充填される（接触動作）。
【００１０】従って、ハイブリッド非接触カードは、例
えば、金属化部分を構成する表面パッドを有するコンタ
クトを備えたインターフェースを有する。このようなパ
ッドは、接触動作または非接触の動作のいずれかを実行
するためにチップに接続される。本明細書の記載におい
ては、「非接触カード」という言葉は非接触でのみ動作
するカードか、あるいはハイブリッド動作を行うカード
に対して使用される。
【００１１】カード１は、下側の熱可塑性シート３と上
側の熱可塑性シート４で形成された本体２を有し、さら
にシート３の上に配置されたアンテナ５を有する。この
アンテナ５は、図１では破線で示されている接着剤の層
６に埋め込まれていてもよい。カード１はさらに、アン
テナ５上の層４内部に位置するハイブリッド電子モジュ
ール７を有している。この電子モジュール７は特に図８
および９を参照して説明する。電子モジュール７は、集
積回路チップ８を有し、この集積回路チップは、導電性
の接続ワイヤ９によって、例えば銅製で金属化部分を構
成する一組の金属パッド10、11に直接電気的に接続され
ている。パッド10、11は、一例によればその数は８個で
あって、チップ８上に配置されてカード１の表面と同じ
高さになっている。それらは、チップカードのコンタク
トの配置を規定したＩＳＯ規格7816を満たすよう、カー
ド１上に配置される。パッドの下側の面は、誘電体20に
ぴったり接着されており、この誘電体はガラス／エポキ
シ、ポリエステル、ポリイミドまたは任意の適したポリ
マで構成されることができる。上記パッドの接続は、誘
電体20に形成されたウェル22を通してワイヤ９によって
行われる。
【００１２】さらに、パッド11上に位置する誘電体内に
は２つの開口部23が形成されている。これらの開口部23
はパッド11とアンテナ５の２つの端子との接続を行うも
のである。チップ８は誘電体20内に形成された窓21内に
接着されている。パッド11だけ（これは例えば２つあ
る）が金属化部分の周縁部上に位置する。図８、９の実
施例では、コンタクト領域12はパッド11の下側表面によ
って構成されている。それらはチップに接続されたパッ
ドの下側の面上に位置している。そうでない場合には、
パッド11は、導電性ワイヤ（図示せず）か、あるいは導
電性テープによってモジュール７の下側の２つの金属コ
ンタクト領域12に接続され、この導電性テープはモジュ
ール７の側面13上に垂直に配置され、パッド11と領域12
を効果的に接続するために末端が折り返される。最後
に、モジュール７は保護樹脂14を有し、その内部には上
記の各要素、特にチップ８と接続ワイヤ９が固定的に設
置されている。
【００１３】モジュール７のコンタクト領域12は、アン
テナ５の２つのコンタクト端子15と電気的に接触してい
る。このコンタクトは、導電性樹脂またはその他任意の
導電性手段、特にバネの作用をもって機能する金属舌状
部材24によって直接行われるものであってもよい。この
ようなカードを製造するために、本発明の方法では、熱
可塑性シート３にあらかじめアンテナ５を配置して熱可
塑性シートとアンテナで構成されるユニット16を作製す
ることを提案する。この第一の工程は図２および３に示
されている。
【００１４】アンテナ５は、金属化されるか、あるいは
金属にぴったりと糊付けされた誘電体、金属シートまた
はワイヤのコイルによって構成される。これは各種の方
法、特に、それぞれ化学エッチングまたは打ち出し（st
amping) あるいはワイヤをコイル状にするといった各方
法で製造することができる。これはシルクスクリーン印
刷法によって熱可塑性シート３に粘着剤を被着させ、そ
の後化学的蒸着によって金属化を行うことにより形成で
きる。図２では、アンテナ５がシート３の面上に三重の
渦巻状に配置されており、その２つの端部、つまりコン
タクト端子15は、一方は渦巻の内側でもう一方が渦巻の
外側で、互いに近くにあって対向するような位置に配置
されている。
【００１５】アンテナ５は任意の幾何学的形状を取るこ
とができる。渦巻の巻数は単に目安として挙げたもので
ある。さらに、シートは両面を金属化することができ、
その場合、もう一方の面に渦巻が形成されていてもよ
い。この具体例では、両面プリント基板技術(dual-face
printed circuit technology)に従って、金属化された
ヴィアホールが形成される。その場合、渦巻の全ての線
がコンタクトの端子15間を通過するようになされなけれ
ばならないという制約を排除することができる。両面回
路を有するよりむしろ、連続して数回シルクスクリーン
印刷工程を行って多層の渦巻を形成することが可能であ
る。
【００１６】さらに、アンテナ５がマイクロ波のアンテ
ナである場合には、その形状は２面を有する矩形であっ
てもよい。この場合、マイクロ波のアンテナはその上側
の面に銅の帯を有している。さらに、金属化されたヴィ
アホールが下側の面を上側の面に電気的に接続する。マ
イクロ波アンテナを用いたこの例では、銅の帯の一端お
よびヴィアホールが、コンタクト端子15を構成する。ア
ンテナ５は、その幾何学的形状に関わらず、カード１の
厚さ以内で形成されることができなければならない。ア
ンテナ５の外周は、シート３の外周にほぼ一致するのが
好ましい。アンテナ５の範囲と受信容量は、アンテナ５
がカバーする磁束の表面積に依存するので、その場合に
最大になる。そのために、渦巻５はカード１と類似の矩
形になっている。
【００１７】熱可塑性シート３は、製造しようとするカ
ードとほぼ同じ長さと幅を有する。これは実際にはわず
かに小さく、一定の横の隙間を持って鋳型内に配置され
るようになっている。その厚さはカードよりも小さい。
つまりＩＳＯ規格7810に相当する標準的なカードの場合
で約180 μｍである。このシート３は、例えばＰＶＣ
（ポリビニルクロライド）、ＰＣ（ポリカーボネー
ト）、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
ン）、ＰＥＴ（ポリエチレン）、ＰＥＴＧ（ポリエチレ
ンテレフタレートグリコール）、ＰＶＤＦ（ポリビニリ
デンフルオライド）または同等の特性を有するその他任
意の熱可塑性フィルムで形成することができる。
【００１８】熱可塑性シート３上に配置されるアンテナ
５は、接着によって固定することができる。アンテナ５
は、図３に参照番号６で示す熱硬化性接着剤に被覆され
て埋め込まれているのが有利である。それによってアン
テナ５のシート３への固定状態が向上する。この場合、
アンテナ５のコンタクト端子（金属パッド）11は被覆さ
れない。このことによって端子11はモジュール７と接続
されることが可能となる。いくつかのケースでは、この
被覆は必要なく、その場合、例えば、本発明の処理温度
において起きる熱可塑性材料の軟化によって、接着が行
われる。
【００１９】図４〜７に示す本発明方法の別の工程によ
れば、熱可塑性シートとアンテナで構成されるユニット
16全体を、コンタクト端子15を除いて、熱可塑性層４で
被覆する。この工程は雌型成形によって構成されるのが
有利である。層４を形成するために使用される材料はＡ
ＢＳ、ＰＣ、ＡＢＳ／ＰＣ、ＰＥＴまたはポリアミドで
あるのが好ましい。その場合、使用する鋳型は、ユニッ
ト16のセットを固定して、層４を形成するように構成さ
れた熱可塑性プラスチックが注入される際に、シート３
が、鋳型内の１つの面に付着した状態で完全に正しい位
置に保たれるようにするための手段を備えているのが有
利である。この手段は、例えば上記で述べた鋳型の面に
直接開けられた小さな穴に接続された吸引ポンプによっ
て構成される。
【００２０】さらに、使用する鋳型はアンテナ５のコン
タクト端子15を覆って、モジュール７の場所を確保する
１つまたは複数の心型（中子）を有する。このようにし
て、モジュール７に近い寸法を有する空洞17（図４〜
７）が形成される。この心型はコンタクト端子15に十分
高い圧力をかける。これらのコンタクト端子は層４によ
って被覆されず、そのままで空洞17の底部に見える。空
洞17は使用する心型の構造に応じてどのようなレリーフ
を有していてもよい。図４および６は、平行六面体形状
のモジュールを受けるのに特に適した２種類の矩形の断
面を有する空洞を示している。しかしながら、図５と７
に示すこれらの空洞17は、異なる形状の凹所を有する。
実際、図５に示す空洞17は底面の平坦な平行六面体の凹
所を有し、図７に示す空洞17には、コンタクト端子15の
方へ通ずる断面が長方形の２つの開口部19と交わる平ら
な肩または平坦部分18が示される。
【００２１】本発明方法のさらに別の工程では、電子モ
ジュール７がカード本体２の空洞17内に設置される。こ
の工程は図５と７に示されている。しかしながら、複合
非接触カードを作製する場合には、非接触モジュールに
接続されたコンタクトインターフェースを配置するのが
特に難しいことに注意されたい。実際、非接触モジュー
ルを、コンタクトインタフェースに適切に、且つ自動化
により接続することがきるだけの精度でカード本体に設
置することができないことがままある。もちろん、本発
明はすでに完全な電子モジュールを空洞17に設置するこ
とに限定されるわけではない。例えば、空洞17にチップ
８だけを設置することによって各種の方法を行うことが
可能である。その場合２つのコンタクト領域12は、チッ
プ８を設置する前にアンテナ５のコンタクト領域15に接
続される。末端で行われるパッド10と11への接続は、チ
ップ８を設置した後に行われ、導電性ワイヤの末端が金
属化部分をすぐに受けることが可能な状態にされる。
【００２２】図５では、モジュール７は平行六面体形状
である。これに相補的な空洞17は、その底部の反対側に
コンタクト端子15を有する。モジュール７を空洞17中に
設置する際には、モジュール７の２つのコンタクト領域
12がアンテナ５のコンタクト端子15と直接接触する。モ
ジュール７は、例えばシアノアクリレート接着剤、熱活
性化接着剤あるいは低温接着剤によって空洞17の底部に
固定され、接合の位置では、エポキシまたは銀を添加さ
れたアクリレートなどをベースとする導電性の接着剤に
よって固定される。
【００２３】図７では、モジュール７は標準的な形態を
有する。モジュール７のコンタクト領域12はこのモジュ
ールの上部、金属化部分の近くに位置する。垂直な側面
はモジュール７の高さに比べて小さい。１つの例では、
コンタクト領域は、金属接続を作製することになる金属
化格子の裏面によって形成されている。モジュール７を
空洞17内に設置する際は、モジュール７のコンタクト領
域12が平面18上に置かれよう。これらの領域12と端子15
との間に電気的な連結を与えるために、開口部19が、導
電性ポリマ、例えばはんだ付け用の化合物または導電性
接着剤のような導電性ポリマで満たされる。開口部19内
に金属性の舌状部材または金属バネを配置するこも可能
である。モジュール７は、例えばシアノアクリレートを
ベースとする接着剤、あるいは冷間または熱硬化性接着
剤によって、空洞17内に固定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法によって製造される本発明のハイ
ブリッド非接触カードの断面を示す。
【図２】本発明の方法で、本発明のカードの本体の熱可
塑性シート上にアンテナを設置する工程示す平面図であ
る。
【図３】図２の工程および本発明のカード本体の熱可塑
性シート上に配置されたアンテナを示す断面図である。
【図４】本発明の第１の具体例のカードの、熱可塑性シ
ートとアンテナとで形成されたユニット上に熱可塑性材
料層を積層する本発明の方法の工程を示す平面図であ
る。
【図５】図４の工程の断面と、本発明のハイブリッド非
接触カードの空洞にモジュールを設置する工程を示す断
面図である。
【図６】本発明の第２の具体例のカードの、熱可塑性シ
ートとアンテナとで形成されたユニット上に熱可塑性シ
ートを積層する本発明の方法の工程を示す平面図であ
る。
【図７】図６の工程の断面と、本発明のカードの空洞に
モジュールを設置する工程を示す断面図である。
【図８】本発明のハイブリッドカードのマイクロモジュ
ールの平面図を示す。
【図９】図８に示す本発明のハイブリッドカードのマイ
クロモジュールのＡ−Ａにおける断面を示す。
【符号の説明】
１ カード ２ カード本体 ３ 下側の熱可塑性シート ４ 上側の熱可塑性シート ５ アンテナ ６ 接着剤層 ７ 電子モジュール ８ 集積回路チップ ９ 接続ワイヤ 10、11 金属パッド 12 コンタクト領域 13 モジュールの側面 14 保護樹脂 15 コンタクト端子 16 ユニット 17 空洞 18 肩、平坦部分 19、23 開口部 20 誘電体 21 窓 22 ウェル 24 金属舌状部材

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カード本体、集積回路チップと２つのコ
    ンタクト領域とを有する電子モジュール、および該電子
    モジュールのコンタクト領域に２つのコンタクト端子に
    よって接続されたアンテナを有する非接触またはハイブ
    リッドカードの製造方法であって、カード本体の層をア
    ンテナの上部で雌型成形し、カード本体に空洞を形成し
    て上記アンテナのコンタクト端子を露出させる工程と、
    続いてカード本体の空洞に電子モジュールを設置する工
    程とを含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 カード本体の熱可塑性シート上にあらか
    じめアンテナを配置して、熱可塑性シートとアンテナと
    で構成されるユニットを作成することを特徴とする請求
    項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 アンテナが熱可塑性シート上に渦巻状に
    配置されており、その端部であるコンタクト端子が、一
    方が渦巻の内側でもう他方が渦巻の外側に、互いに対向
    する位置に配置されることを特徴とする請求項２に記載
    の方法。
  4. 【請求項４】 熱可塑性シート上に配置されたアンテナ
    が、上記シートに接着により固定されることを特徴とす
    る請求項２または３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 熱可塑性シート上に、シルクスクリーン
    印刷操作によって粘着剤を被着させ、その後化学的蒸着
    によって金属化することにより、上記熱可塑性シート上
    にアンテナを配置することを特徴とする請求項２または
    ３のいずれか一項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 コンタクト端子を除いて、アンテナを熱
    硬化性接着剤で被覆することを特徴とする請求項１〜５
    のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 アンテナのコンタクト端子を覆う心型を
    有する鋳型を用いて、熱可塑性シートとアンテナで構成
    されるユニット上で層を雌型成形することを特徴とする
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項８】 開口部19を設けて、その底部にアンテナ
    のコンタクト端子が露出する平坦部分を有する空洞を形
    成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 カード本体、集積チップカードと２つの
    コンタクト領域とを備える電子モジュール、および該電
    子モジュールのコンタクト領域に２つのコンタクト端子
    によって接続されたアンテナを有する非接触カードであ
    って、上記モジュールが、上記カードが接触による動作
    を行うための上記チップに接続されたコンタクトパッド
    を有することを特徴とするカード。
  10. 【請求項１０】 上記電子モジュールのコンタクト領域
    が、チップに接続されたパッドの下側の面に位置するこ
    とを特徴とする請求項９に記載のカード。
  11. 【請求項１１】 パッドがカード表面と等しい高さにさ
    れていることを特徴とする請求項９に記載のカード。
  12. 【請求項１２】 コンタクト領域が、導電性の手段によ
    って、カード本体内に位置するアンテナの端子に接続さ
    れていることを特徴とする請求項８、９または10のいず
    れか一項に記載のカード。
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