JPH10166771A - 非接触型ｉｃカードとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣモジュールを内包した非接触型ＩＣカー
ドにおいて、ＩＣカード表面にＩＣモジュール形状が現
れないＩＣカードおよびその容易な製造方法を提供す
る。 【解決手段】 センターコアとなるプラスチックシート
に、ＩＣモジュールを嵌合する開孔を形成し、当該開孔
に樹脂モールドされたＩＣモジュールを嵌め込んで、オ
ーバーシートを積層する際に、センターコアの開孔とＩ
Ｃモジュールの外周により形成されるクリアランス内に
液状の接着剤またはゲル状の樹脂組成物を充填すること
により、モジュールとセンタコアシートを固着すること
によって、非接触型ＩＣカードの製造が容易になり、ま
た、ＩＣカードの表面をＩＣモジュールの影響がない平
滑な面とすることができ、かつＩＣカードの強度向上に
より、曲げ変形による動作不良の発生が減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＩＣモジュール
のような偏平な電子部品をカード基材内に内包したカー
ド、特に非接触型ＩＣカードとその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック製のカード基材内に、ＩＣ
モジュールを内包し外部との信号の授受を端子板を介し
て行うカードは、接触型ＩＣカードとして知られ、既に
広く使用されている。一方、最近、非接触型ＩＣカード
と言われ、外部装置と端子板を介せずに、信号の授受を
行うＩＣカードが使用されるようになってきた。このよ
うな非接触型ＩＣカードは、コアシートに開孔を形成
し、これにＩＣモジュールを嵌め込みオーバーシートを
重ねて熱圧成型して製造するのが一般的である。接触型
ＩＣカードの場合は内部にＩＣモジュールが内包されて
いても表面にモジュールよりも大きい端子板が設けられ
ているので、内部のＩＣモジュールがカード表面に凹凸
等の変形を生じさせる問題はない。

【０００３】ここで、カード基材は、厚みが０．７６ｍ
ｍ程度に形成された硬質塩化ビニル（ＰＶＣ）シートな
どの絶縁性のプラスチックシート積層体が選択されるこ
とが多い。従来の接触型ＩＣカードでは、単一層のカー
ド基材にざぐり等により凹部が形成され、この凹部に上
述のＩＣモジュール１０を埋設し装着するか、あるいは
カード基材を３層のシート構成として、センターコアと
なるプラスチックシートにＩＣモジュールが嵌合する孔
を打ち抜き、これにモジュールを嵌め込みオーバーシー
トと熱圧プレスすることによりＩＣカードが得られる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、非接触型ＩＣ
カードの場合は、表面に端子板がないので、従来と同様
な方法でＩＣモジュールの埋め込みを行うと、モジュー
ルのある部分の表面に凹凸が生じ、外観上もＩＣモジュ
ールの形状が浮き彫り状に現れ好ましくない。また、従
来のように、センターコアとなる基材にＩＣモジュール
が嵌合する孔を打ち抜き、これにＩＣモジュールを嵌め
込み、オーバーシートを積層すると、その工程中にモジ
ュールが嵌合した孔から抜けたり、位置がずれることが
生じ張り合わせ不良や、カードの外観を悪くするなどの
問題が生じる。また、これを改善するため、モジュール
上に補強用のシートを使用する場合には、補強用のシー
トとプラスチックシートとの接着性が弱くなり、層間剥
離等によりカードとしての強度や外観を損なうことがあ
る。そこで、本発明は非接触型のＩＣカードにおいて、
カード表面に凹凸の形状が現れないカードおよびその製
造方法を研究し本発明の完成に至ったものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明請求項１の発明は、複数枚のプラスチックシー
トが積層され形成されたカード基材内にＩＣモジュール
が内包されている非接触型ＩＣカードであって、コイル
部とＩＣチップが一体平面状に樹脂モールドされたＩＣ
モジュールがセンターコアとなるプラスチックシートに
開けられた開孔内に嵌合されており、センターコアシー
ト開孔と当該開孔内のＩＣモジュールとが形成するクリ
アランス内には接着剤又は樹脂組成物が充填されている
ことを特徴とする非接触型ＩＣカード、にある。かかる
非接触型ＩＣカードであるため、強度が高く、また、カ
ード表面に凹凸形状が現れることがない。

【０００６】また、上記課題を解決するための本発明請
求項２の発明は、カード基材内にＩＣモジュールが内包
された非接触型ＩＣカードの製造方法において、（１）
センターコアとなるプラスチックシートにＩＣモジュー
ルが嵌合する開孔を形成する工程、（２）当該開孔内に
コイル部とＩＣチップが一体平面状に樹脂モールドされ
たＩＣモジュールを嵌め込む工程、（３）センターコア
の開孔とＩＣモジュールが形成するクリアランス内に液
状の接着剤又は樹脂組成物を充填して乾燥する工程、
（４）センターコアとなるプラスチックシート面上に積
層されるオーバーシートを重ねてプレス成型する工程、
を順に行うことを特徴とする非接触型ＩＣカードの製造
方法、にある。かかる製造方法であるため、表面に凹凸
形状が現れることがないＩＣカードを容易に製造するこ
とができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明することとする。図７は、非接触型のＩＣ
モジュールを示す図である。非接触型のＩＣモジュール
１０は、外部との信号の授受を電界の作用により行うた
め、ＩＣチップ１１の周囲に円形の捲線コイル１２が形
成されているのが通常である。コイル部分は、３０〜５
０μｍ径の細線が多重多層に巻かれて形成されている。
外部装置との信号の授受を確実に行うため、装置との作
動距離が大きくなる場合には、アンテナの役割をするコ
イル部分の外形も大きくなる。また、ＩＣチップはその
機能に応じて大きくなり、コンデンサー１３等の装置が
付加される場合もある。コイル部分とＩＣチップは細線
で結合されている。図７（Ａ）は、外部装置と１０ｃｍ
程度の距離での操作を目的とする遠隔操作用途のＩＣモ
ジュールで外径は３０ｍｍ程度となる。また、図７
（Ｂ）と（Ｃ）は５ｃｍ程度の距離での操作を可能とす
る近距離操作用途で、（Ｃ）は単純な機能のみを行うの
で、ＩＣチップも小型化されている。モジュールの外径
は１５〜１８ｍｍ程度である。

【０００８】このようなＩＣモジュールは、捲線コイル
部とＩＣチップを一体にして、エポキシ樹脂等の熱可塑
性または熱硬化性の樹脂でモールドされている。モール
ド後のモジュールの厚みは、０．４５ｍｍ〜０．６０ｍ
ｍ程度であって、コイルおよびＩＣチップの上下面は樹
脂で完全に覆われ平行な平滑面にされている。コイル外
周部分にも０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の幅でリング状
にモールド樹脂のみからなる部分１４が形成されてい
る。このようなＩＣモジュールは、コイルおよびＩＣチ
ップを平面な金属板上に置いて溶融または未硬化樹脂を
流し、さらに上面から金属板で平行に押さえて樹脂を硬
化させ、硬化後にリング状の抜き刃で打ち抜いて形成さ
れる。

【０００９】図１は、本発明の非接触型ＩＣカードを説
明する断面図である。図１（Ａ）は、カード基材の中心
層となるセンターコア２１に開孔（貫通孔）が形成さ
れ、その中にＩＣモジュール１０が嵌め込まれ、センタ
ーコアの上下面にオーバーシート２２，２３が積層され
ている状態を示している。本発明の特徴は、このセンタ
ーコアの開孔内に嵌合されたＩＣモジュールとセンター
コアの開孔が形成するリング状のクリアランス内に液状
の接着剤またはゲル状の樹脂組成物が充填されていて、
カードの強度を高めるとともに表面平面性を良くし、ま
た、カードの製造工程を円滑にしていることにある。図
１（Ｂ）は、本発明の他の実施例を示し、カード基材の
中心層となるセンターコア２１に開孔（非貫通孔）が形
成され、その中にＩＣモジュール１０が嵌め込まれて、
クリアランス内に接着剤またはゲル状の樹脂組成物が充
填され、センターコアの上下面にオーバーシート２２，
２３が積層されている状態を示している。図１（Ｃ）
は、本発明のさらに他の実施例を示し、カード基材の中
心層となるセンターコア２１に開孔（非貫通孔）が形成
され、その中にＩＣモジュール１０が嵌め込まれて、ク
リアランス内に接着剤またはゲル状の樹脂組成物が充填
され、センターコアの上面にのみオーバーシート２２が
積層されている状態を示している。

【００１０】次に、本発明の非接触型ＩＣカードの製造
方法を、図２ないし図５を参照して説明することとす
る。図２は、本発明の非接触型ＩＣカードの製造工程を
示す斜視図である。まず、図２（Ａ）のように、センタ
ーコアとなるプラスチックシート２１にＩＣモジュール
１０が嵌合する開孔２１ｈを打ち抜き等の手段により形
成し、ＩＣモジュールを嵌め込む。ＩＣモジュールと開
孔の大きさは、ほぼ、同径であるが、一般には多少のク
リアランスがあって開孔の方を僅かに大きくするのが良
い。すなわち、経験によればクリアランス量は、モジュ
ール径に応じて以下のように変化させるのが作業性やカ
ードの耐久性上好ましい。 モジュール直径 １６．０ｍｍ １８．０ｍｍ ３２．０ｍｍ 開孔直径 １６．２ｍｍ １８．３ｍｍ ３２．５ｍｍ クリアランス量 ０．２ｍｍ ０．３ｍｍ ０．５ｍｍ

【００１１】なお、ＩＣカードにおける開孔の位置は、
現在まで非接触型ＩＣカードの規格が定められていない
ので特に規制されることはない。非接触型の場合、特に
一定の装置に対して特定の位置関係にＩＣチップがある
ＩＣカードを挿入しなければならないという問題がない
ので、開孔の位置を自由に設定しても問題を生じること
は少ない。図２（Ｂ）は、センターコアにＩＣモジュー
ルが嵌め込まれた状態を示している。ＩＣモジュールの
周囲には、僅かな幅でクリアランス２１ｃが生じてい
る。

【００１２】次に、ＩＣモジュールが嵌め込まれたセン
ターコアのＩＣモジュール１０とセンターコア２１の開
孔との間のクリアランス２１ｃ内に液状の接着剤１６を
滴下して、ＩＣモジュールを周囲のセンターコアシート
に仮着させる（図２（Ｃ））。この工程では、薄厚のＩ
Ｃモジュールが薄層のプラスチックシートに嵌合してい
るだけなので、過度の圧力がかかるとＩＣモジュールが
脱落したり、位置ずれを生じるので注意して行う必要が
ある。実際の製造プロセスでは、センターコアの開孔内
にＩＣモジュールを嵌め込み、接着剤を塗布する工程を
円滑に行う装置的な工夫が必要と考えられる。必要によ
り加熱しまたは室温で乾燥させることで接着剤が固化し
ＩＣモジュールはセンターコアの開孔内に固定される。
なお、液状の接着剤の代わりにゲル状の樹脂組成物を使
用することも可能である。

【００１３】ここで、ＩＣモジュールとセンターコア開
孔の形状について考察して見る。図５は、ＩＣモジュー
ルとセンターコアシートを抜き刃で打ち抜く状態を示す
図である。一般に、樹脂モールドされた非接触型ＩＣモ
ジュールの抜き刃による打ち抜きとセンターコアシート
の開孔の抜き刃による打ち抜きは、図５の関係になる。
すなわち、円形の抜き刃１５で打ち抜いた場合であって
も、樹脂モールドした非接触型ＩＣモジュールを打ち抜
いた場合（図５（Ａ））は、モジュールは刃に押されて
反るため抜き刃の入る面と逆の面が広くなり、打ち抜い
たモジュール１０の断面形状は僅かではあるが上側の面
積が狭い台形状となっている。一方、塩ビのセンターコ
アシートを円形の抜き刃１５で打ち抜いた場合（図５
（Ｂ））は、コアシート２１は抜き刃の入る面が刃のテ
ーパーに押し広げられて上側の面積が広い逆台形状とな
る。従って、このような開孔にＩＣモジュールを嵌め込
む場合は、図５（Ｃ）のようにセンターコアシートの広
い開孔側にＩＣモジュールの広い面積側の面が位置する
ように嵌め込むことが好ましい。

【００１４】図３は、本発明の非接触型ＩＣカードの製
造工程を示す断面図である。図３（Ａ）から（Ｃ）は斜
視図と断面図の相違はあるものの、図２と一部重複した
工程を示している。次いで、図３（Ｃ）のように、クリ
アランス２１ｃ内に接着剤１６を滴下し乾燥すると接着
剤はＩＣモジュールとその周囲のセンターコアに付着し
て両者を固定した位置関係に維持するようになる。すな
わち、センターコアに振動や動揺を与えてもＩＣモジュ
ールが脱落したり位置ずれを生じることがなくなる。な
お、ＩＣモジュールは最終的には、上面または上下面に
積層されるオーバーシートによってセンターコアのシー
ト内に固定されるので、この工程の固着はＩＣモジュー
ルの脱落や移動を避ける目的であり、接着剤による本格
的な接着を目的とするものではない。

【００１５】このＩＣモジュールが装着されたプラスチ
ックシートの上下面にオーバーシート２２，２３を積層
した後（図３（Ｄ））、平滑な型板用金属板３１，３２
間にカード基材を挿入して加熱加圧して一体に成型する
（図３（Ｅ））。これにより、接着剤は熱溶融性のもの
であれば、溶融して硬質塩化ビニル樹脂層と一体にな
り、溶融しないものであっても加圧により硬質塩化ビニ
ル樹脂層と同一の平面状態になる。少なくとも熱プレス
の状態では、高温高圧の状態であり、カード基材の上下
面は金属板平面と完全な平行平面な状態にあると考えら
れ、型板から外した後に凹凸が生じるのは、その後の平
衡状態の変化に基づくものと考えられる。熱プレス機か
ら取り出したカード基材はカード形状に型抜きされて、
単一のＩＣカードとなる（図３（Ｆ））。なお、図３の
場合は、１枚のカードのみが図示されているが、実際に
は、平面上に多面付けされたシート（通常５列６行の３
０面付け程度）が使用される。プレスの際も金属板を数
段に重ねて数枚のカード基材を同時に成型するのが通常
の方法である。成型加熱温度は積層材料によって異なる
が、硬質塩化ビニールシートの場合は、１５０°Ｃ程度
の加熱が必要である。

【００１６】図４は、本発明の非接触型ＩＣカードの他
の製造工程を示す断面図である。この場合は、まず、図
４（Ａ）のように、センターコアとなる基材２１にＩＣ
モジュールが嵌合する孔（非貫通孔）を、ざぐり機によ
り穿設する。次いで、この孔にＩＣモジュールを嵌め込
み（図４（Ｂ））、ＩＣモジュールと開孔との間に生じ
るクリアランス２１ｃ内に接着剤またはゲル状の樹脂組
成物を充填する（図４（Ｃ））。その後は、図３の場合
と同様に成型する。但し、この製造方法の場合は、セン
ターコアのＩＣモジュールが嵌め込まれる部分の下部に
は薄肉のコアシート２１ｔが残存しているので、ＩＣモ
ジュールの形状が、カード表面に凹凸を与える影響は少
ない。従って、センターコアの下面に積層するオーバー
シートを省略することも可能である。なお、図４の製法
の場合はＩＣモジュールが孔の位置から脱落することは
少ないが、加工工程中の衝撃等によりＩＣモジュールが
カード基材の孔位置からずれることを皆無とすることは
困難である。

【００１７】

【実施例】

（材質に関する実施例） （１）カード基材；カード基材は、通常は硬質の塩化ビ
ニルシートが使用されるが、特に塩化ビニルシートであ
ることに限定されない。ポリプロピレンやポリエステル
樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、スチレン系樹脂
あるいはこれらの混合物の樹脂シートであってもよい。
塩化ビニルシート以外のものでは加熱による自己融着性
が乏しいので、カードシート層相互の積層には接着剤を
介して行うのが適当である。 （２）ＩＣモジュールのモールド樹脂としては、モジュ
ールを湿気、衝撃や汚染などの外部環境から保護する役
割を果たすものが必要で、耐熱性、耐湿性、低応力化な
どの特性が求められる。また、生産性の問題より、高流
動性、高硬化性、低熱膨張性が必要となる。これらの要
求を満足する材料としては、ノボラック型エポキシ樹
脂、酸無水化物型エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキ
シ樹脂などのエポキシ樹脂がある。

【００１８】（３）ＩＣモジュールとセンターコアシー
トを接着する接着剤や樹脂組成物にも各種のものが使用
できる。一般には充填剤や顔料を含まない透明なエポキ
シ系やシアノアクリレート系、塩酢ビ系の溶剤型のもの
が使用される。また、常温硬化型のウレタン系接着剤や
熱硬化型の接着剤であってもよい。樹脂材料組成物とし
ては、未硬化のポリエステル樹脂やアクリル系粘着剤が
使用できる。

【００１９】（非接触型ＩＣカード製造に関する実施
例）５行６列にカードを配置することができるカードの
センターコアとなる無可塑硬質塩化ビニルシート（ガラ
ス転移温度Ｔｇ；１５０°Ｃ、厚さ；０．５６ｍｍ）の
各ＩＣモジュール配置位置に、ＩＣモジュールを嵌合す
るための直径１６．８ｍｍの円形開孔３０個を所定位置
に抜き刃により打ち抜き形成した。当該打ち抜きにより
開孔が形成されたプラスチックシートを平坦な真空吸引
盤上に載置した状態で、ＩＣモジュールを位置規制して
各嵌合用開孔に嵌め込んだ。ＩＣモジュールは直径１
６．６ｍｍの円形であって、熱可塑性のエポキシ樹脂で
全体がモールドされており、その厚みは、０．５６ｍｍ
である。ＩＣモジュールの周囲には、０．１ｍｍの幅で
円形のクリアランスができている。次に、液状の接着剤
（コニシボンド株式会社製「プライマー８０」）を当該
クリアランス内に滴下して充填し室温に放置して乾燥し
た。その結果、ＩＣモジュールはセンターコアシートに
固定された。

【００２０】ＩＣモジュールがセンターコアシートに固
定した後、当該センターコアとなるシートの上下に、厚
さ０．１２ｍｍの塩化ビニルシートを積層し、さらにそ
の両側を表裏面が鏡面状のステンレス板に挟んで、熱プ
レスを行った。最高温度１５０°Ｃまで昇温させ、１５
分間のプレス後カード基材を取り出し個別のＩＣカード
の大きさに打ち抜き、厚さ０．７６ｍｍのＩＣカードを
得た。

【００２１】（非接触型ＩＣカード製造に関する比較
例）上記実施例と同一条件で、但し、クリアランス内に
接着剤を充填せずに、比較例の非接触型ＩＣカードを試
作した。

【００２２】（ＩＣカードの評価に関する実施例） 上記実施例および比較例により得られた非接触型ＩＣ
カード各１枚について、表面粗さ計（日本真空技術株式
会社製「Ｄｅｋｔａｋ３０３０」）によりＩＣモジュー
ル埋め込み部分であってＩＣモジュールの中心部をとお
る位置で、凹凸部の表面粗さを測定した。その結果は、
図６に見られるように、本発明の実施例のサンプルで
は、図６（Ａ）のように最高部の高さが２３．０μｍで
あるのに対し、比較例では、図６（Ｂ）のように４６．
９μｍの高さの凹凸形状が現れた。 上記実施例および比較例により得られた非接触型ＩＣ
カード各３０枚について、各サンプルカード基材（長辺
方向の長さ：５４．０ｍｍ）に対して曲げ試験を行っ
た。曲げ試験は、ＡＤＬ条件（曲げたわみ量：１４．５
ｍｍ）でカードの長辺方向に曲げ応力を印加し、３０回
／分の速度で各々１０００回のベンディングを行い、そ
の後、各サンプルの動作不良の有無を調べた。その結
果、実施例のＩＣカードでは動作不良を生じることが無
かったのに対し、比較例では、２枚の動作不良が発生し
た。

【００２３】

【発明の効果】本発明の非接触型ＩＣカードではＩＣモ
ジュールが接着剤により、センターコアシートの開孔内
に固定されているので、カード基材に対するＩＣモジュ
ールの固着が強固になされ、カードの曲げに対する外圧
に対して動作不良を生じることが少ない。また、成型後
もカード表面にＩＣモジュールの凹凸形状が現れないの
で平滑で厚みが均一、かつ美麗なカードを得ることがで
きる。また、本発明の非接触型ＩＣカードの製造方法で
は、製造工程でのＩＣモジュールの脱落や位置ずれが防
止され、このような特性を有するＩＣカードを容易に製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の非接触型ＩＣカードを示す断面図で
ある。

【図２】 本発明の非接触型ＩＣカードの製造工程を示
す斜視図である。

【図３】 本発明の非接触型ＩＣカードの製造工程を示
す断面図である。

【図４】 本発明の非接触型ＩＣカードの他の製造工程
を示す断面図である。

【図５】 ＩＣモジュールとセンターコアシートを抜き
刃で打ち抜く状態を示す図である。

【図６】 実施例と比較例の非接触型ＩＣカードの表面
を表面粗さ計で測定したチャート図である。

【図７】 非接触型ＩＣモジュールを示す図である。

【符号の説明】

１０ ＩＣモジュール １１ ＩＣチップ １２ コイル １３ コンデンサー １４ リング状のモールド樹脂部分 １５ 抜き刃 １６ 接着剤または樹脂組成物 ２１ センターコア ２１ｃ クリアランス ２１ｈ センターコア開孔 ２１ｔ センターコアの薄肉残存部 ２２，２３ オーバーシート ３１，３２ 金属板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚のプラスチックシートが積層され
   形成されたカード基材内にＩＣモジュールが内包されて
   いる非接触型ＩＣカードであって、コイル部とＩＣチッ
   プが一体平面状に樹脂モールドされたＩＣモジュールが
   センターコアとなるプラスチックシートに開けられた開
   孔内に嵌合されており、センターコアシート開孔と当該
   開孔内のＩＣモジュールとが形成するクリアランス内に
   は接着剤又は樹脂組成物が充填されていることを特徴と
   する非接触型ＩＣカード。
2. 【請求項２】 カード基材内にＩＣモジュールが内包さ
   れた非接触型ＩＣカードの製造方法において、（１）セ
   ンターコアとなるプラスチックシートにＩＣモジュール
   が嵌合する開孔を形成する工程、（２）当該開孔内にコ
   イル部とＩＣチップが一体平面状に樹脂モールドされた
   ＩＣモジュールを嵌め込む工程、（３）センターコアの
   開孔とＩＣモジュールが形成するクリアランス内に液状
   の接着剤又は樹脂組成物を充填して乾燥する工程、
   （４）センターコアとなるプラスチックシート面上に積
   層されるオーバーシートを重ねてプレス成型する工程、
   を順に行うことを特徴とする非接触型ＩＣカードの製造
   方法。