JPWO2005088697A1 - Icカード及びicカードの製造方法 - Google Patents

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Abstract

アンテナ、ICチップを有するICモジュールがモジュール支持体上に支持されてなり、前記ICモジュールを第1のシート材と第2のシート材の間に挟み込み接着剤により一体化したICカードであり、前記ICチップの回路面と反対側に、密着剤を介して補強板を具備し、前記ICチップの回路面側と、前記モジュール支持体上に形成された前記アンテナが、2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分を含む樹脂接合剤を介して電気的に接続していることを特徴とするICカード。

Description

この発明は、偽造、変造防止等の安全性(セキュリティ)が要求される個人情報等を記憶する非接触式の電子カード等に適用して好適なICカード及びICカードの製造方法に関するものである。
身分証明書カード(IDカード)やクレジットカードなどには、従来磁気記録方式によりデータを記録する磁気カードが広く利用されてきた。しかしながら、磁気カードはデータの書き換えが比較的容易にできるため、データの改ざん防止が十分でないこと、磁気のため外的な影響を受けやすく、データの保護が十分でないこと、さらに記録できる容量が少ないなどの問題点があった。そこで、近年ICチップを内蔵したICカードが普及し始めている。
ICカードは、表面に設けられた電気接点やカード内部のループアンテナを介して外部の機器とデータの読み書きをする。ICカードは磁気カードに比べて記憶容量が大きく、セキュリティ性も大きく向上している。特に、カード内部にICチップと外部との情報のやりとりをするためのアンテナを内蔵し、カード外部に電気接点を持たない非接触式ICカードは、電気接点をカード表面にもつ接触式ICカードに比べてセキュリティ性が優れ、IDカードのようにデータの機密性と偽変造防止性を高く要求する用途に使用されつつある。
このようなICカードとして、例えば第1のシート材と第2のシート材が接着剤を介して貼り合わされ、その接着剤層中にICチップおよびアンテナを有するICモジュールを封入するものがある。
ICカードはセキュリティ性が高いために耐久性が偽造変造の観点からも重要になっている。特に、カード内部にICチップと外部との情報のやりとりをするためのアンテナなどの電気部品が内蔵されているため、その耐久性を確保するためさまざまな試みが行われている。しかしながら、さまざまな用途に使用され普及しつつある中、さらに高い耐久性が必要とされてきた。カードという特性上、常に携帯しズボンのポケット等での繰返し曲げ、落下、コイン等の圧力に対して強い耐久性が要求される。例えば、圧力、曲げ等によるICチップの破壊やアンテナの断線による耐久性に関し、特開平6−199083号公報、特開平8−324166号公報に開示されている。
こうした問題を解決する技術としては、従来、半導体チップに対して、金属或いは樹脂からなる補強板を積層することが知られている(例えば、特開平9−156265号公報、特開平9−263082号公報等参照)。このように、ICチップに強固な補強構造物を設ける等の改良が提案されている。
特開平6―199083号公報(第1頁〜第8頁、図1〜図14) 特開平8―324166号公報(第1頁〜第8頁、図1〜図11) 特開平9−156265号公報(第1頁〜第4頁、図1〜図5) 特開平9−263082号公報(第1頁〜第7頁、図1〜図12)
しかしながら、一定の耐久性の向上は見られるが、さまざまな状況に対して十分な耐久性が得られてなく、例えば急激な応力がかかる衝撃への耐久性、繰返しに応力がかかる繰返し曲げ耐久性、繰返し局所荷重等に対して、ICチップが割れたり、カードが破損し引いては電気動作が不可能になるなどの問題が発生していた。また、これらの耐久性を改善するだけでなく、個人情報等を記載するためには、昇華印画、溶融印字等で濃度変動がなくカスレのないようにするよう平滑なカード表面性が必要になる。
この発明では、このような耐久性を改善し、なお且つ表面性を高い次元で改善することが可能なICカード及びICカードの製造方法を提供することを目的としている。
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
(1)上記目的を達成するため、本発明の一実施例は、アンテナ、ICチップを有するICモジュールがモジュール支持体上に支持されてなり、前記ICモジュールを第1のシート材と第2のシート材の間に挟み込み接着剤により一体化したICカードであり、
前記ICチップの回路面と反対側に、密着剤を介して補強板を具備し、
前記ICチップの回路面側と、前記モジュール支持体上に形成された前記アンテナが、2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分を含む樹脂接合剤を介して電気的に接続していることを特徴とするICカードである。
(2)また、本発明において、前記樹脂接合剤は、非導電性樹脂組成物であることを特徴とする前記(1)記載のIDカードである。
(3)また、本発明において、前記樹脂接合剤は、異方性導電性樹脂組成物であることを特徴とする前記(1)記載のIDカードである。
(4)また、本発明において、前記補強板は、少なくとも第1の補強板、第2の補強板から構成され、前記ICチップの回路面と反対側に前記密着剤を介して前記第1の補強板、さらに前記密着剤を介して前記第2の補強板が隣接してこの順に具備されていることを特徴とする前記(1)または(2)に記載のIDカードである。
(5)また、本発明において、前記第1の補強板が、前記ICチップの面積及び外周より大きく、前記第2の補強板が、前記第1の補強板の面積及び外周より大きいことを特徴とする前記(4)記載のIDカードである。
(6)また、本発明において、前記第2の補強板より前記密着剤の面積及び外周が大きく、前記ICチップが前記密着剤で封止されていることを特徴とする前記(4)に記載のICカードである。
(7)また、本発明において、前記密着剤の2%弾性率が0.1以上55kg/mm2以下であることを特徴とする前記(1)ないし(6)のいずれかに記載のICカードである。
(8)また、本発明において、前記第1のシート材において前記第2のシート材と対向していない面に受像層、前記第2のシート材において前記第1のシート材と対向していない面に筆記層を有し、前記ICモジュール支持体における前記ICモジュールが載置された面が、前記第1のシート材に対向し、前記ICモジュール支持体における前記ICモジュールが載置されていない面が、前記第2のシート材に対向することを特徴とする前記(1)ないし(7)のいずれかに記載のICカードである。
(9)また、本発明において、前記受像層に氏名、顔画像からなる個人識別情報が溶融熱転写、または昇華熱転写で設けられることを特徴とする前記(8)に記載のICカードである。
(10)また、本発明において前記ICチップの厚みが30μm以上190μm以下、前記密着剤の厚みが1μm以上50μm以下とされていることを特徴とする前記(1)ないし(9)のいずれかに記載のICカードである。
(11)また、本発明において、前記モジュール支持体が10μm以上50μm以下で前記ICモジュールのICチップ部の最大厚みが350μm以下であることを特徴とする前記(1)ないし(10)に記載のICカードである。
(12)また、本発明において、前記第1の補強板および第2補強板の重心位置、および前記ICチップの重心位置が略同一で、前記第1の補強板が金属よりなり円形または正方形、第2の補強板が金属よりなり正方形であることを特徴とする前記(4)ないし(11)に記載のICカードである。
(13)また、本発明において、前記ICチップは、少なくともシリコン基板、半導体層、回路形成層、および保護層が順次積層されてなることを特徴する前記(1)ないし(13)に記載のICカードである。
(14)本発明の一実施例は、モジュール支持体上に設けたアンテナにICチップの回路面側と、前記モジュール支持体上に形成された前記アンテナとを、2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分を含む樹脂接合剤を介して電気的に接続し、前記ICチップの回路面と反対側に密着剤をポッティングで設けて補強板を加圧加熱密着させてICモジュールを作成し、対向する第1のシート材と第2のシート材間の所定の位置に前記作成したICモジュールを載置し、接着剤を充填し加圧密着することを特徴とするICカードの製造方法である。
(15)また、本発明において、前記樹脂接合剤は、非導電性樹脂組成物であることを特徴とする前記(14)に記載のICカードの製造方法である。
(16)また、本発明において、前記樹脂接合剤は、異方性導電性樹脂組成物であることを特徴とする前記(14)に記載のICカードの製造方法である。
(17)また、本発明において、前記接着剤の2%弾性率が1〜90kg/mm2であることを特徴とする前記(14)ないし(16)のいずれかに記載のICカードの製造方法である。
図1は本発明の一実施例に係るICカードの層構成を示す図である。 図2はICモジュールの側面図である。 図3はICチップ部の平面図である。 図4はICモジュールの側面図である。 図5は本発明の一実施例に係るICカードの層構成を示す図である。 図6はICモジュールの側面図である。 図7はICチップ部の平面図である。 図8はICモジュールの側面図である。 図9はICモジュールの側面図である。 図10はICチップ部の平面図である。 図11はICモジュールの側面図である。 図12はICチップ部の平面図である。 図13はICモジュールの側面図である。 図14はICチップ部の平面図である。 図15は比較例のICモジュールの側面図である。 図16は比較例のICモジュールの側面図である。 図17はICモジュールの保護説明する図である。 図18はICモジュールの保護説明する図である。 図19はICカード製造装置の概略構成図である。 図20は打抜金型装置の全体概略斜視図である。 図21は打抜金型装置の主要部の正面端面図である。
符号の説明
1 裏カード支持体
2 表カード支持体
3 ICモジュール
3a1 アンテナ
3a2 ICチップ
3b 補強板
3b1 第1の補強板
3b2 第2の補強板
3d モジュール支持体
3k バンプ
6 裏接着剤
7 表接着剤
8a 受像層
8c 保護層
9a 筆記層
90 樹脂接合剤
91 密着剤
以下、この発明のICカード及びICカード製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語はこれに限定されない。
まず、この発明のICカードを、図1乃至図3に基づいて説明する。図1はICカードの層構成を示す図、図2はICモジュールの側面図、図3はICチップ部の平面図である。この実施の形態のICカードは、身分証明書カードやクレジットカードなどに広く適用することができ、対向する2つの裏カード支持体1(以下、第1のシート材と呼ぶときもある)と表カード支持体2(以下、第2のシート材と呼ぶときもある)との間に、裏接着剤6と表接着剤7(裏接着剤6と表接着剤7は、単に接着剤と呼ぶときもある。)を介在してアンテナ3a1、ICチップ3a2を有するICモジュール3を含む部品が配置されてなる。
裏接着剤6と表接着剤7は、同じ組成であり、この接着剤の2%弾性率が、1以上90kgmm2以下である。2%弾性率が90kg/mm2以上になると応力を吸収できず、ICモジュール3を破損し、1kg/mm2以下になると、自己支持性が低下し、カードへの衝撃や曲げなどの外部応力により、層間でズリが生じやすくなり、ICモジュール3を破損するが、規定の2%弾性率の接着剤を介して固定することでICモジュール3の破損を防止することができる。
一方の裏カード支持体1には筆記可能な筆記層9aが設けられている。他方の表カード支持体2には、受像層8aが設けられ、この受像層8aに氏名、顔画像を含む個人識別情報である認証画像、属性情報8bが記録される。受像層8aには、個人識別情報である認証画像、属性情報8bを保護する保護層8cが設けられ、この保護層8cを設けることで、摩耗や薬品など、また、落下、コイン等の圧力に対して耐久性が向上する。この受像層8aに氏名、顔画像からなる個人識別情報が溶融熱転写、または昇華熱転写で設けられ、濃度変動がなくカスレのない情報記録ができる。
このアンテナ3a1、ICチップ3a2はモジュール支持体3d上に設けられ、モジュール支持体3dは、例えばフィルムで構成される。モジュール支持体3dには、ICチップ3a2の回路面3a21とアンテナ3a1とが異方性導電性接合剤90を介して電気的に接続され、また非導電性接合剤95を介して接続される。
異方性導電性接合剤90および非導電性接合剤95は、ともに2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分を含む樹脂接合剤である。
本発明においては、前記樹脂接合剤のうち、異方性導電性樹脂組成物からなるものを異方性導電性接合剤(単に導電性接合剤と呼ぶときもある)と称し、また非導電性樹脂組成物(単に非導電性接合剤と呼ぶときもある)からなるものを非導電性接合剤と称している。
このICチップ3a2の回路面3a21と反対側3a22には、密着剤91を介して補強板3bが接続されている。このように、ICカードは、ICチップ3a2の回路面3a21と反対側3a22に、密着剤91を介して補強板3bを隣接してこの順に具備している。
この密着剤91はICチップ3a2を囲むようにモジュール支持体3d上に設けられ、ICチップ3a2に密着剤91を介して補強板3bが接続される。このように、ICチップ3a2の回路面3a21側がモジュール支持体3d上に形成されたバンプ3k(ここでバンプ3kはモジュール支持体3d上に形成されているが、必要に応じてICチップ3a2の回路面3a21側に設けられていてもよい)と導電性接合剤90または非導電性接合剤95を介して密着接続し、ICチップ3a2の回路面3a21側は、モジュール支持体3dでICチップ3a2を保護している。ICチップ3a2の回路面3a21と反対側3a22は、密着剤91を介して補強板3bを具備し、1枚の補強板で強固にICチップ3a2を保護し、かつ、応力を分散させ、これによりICチップ3a2を破壊より守ることができる。
また、このICモジュール3は、補強板3bがICチップ3a2のICチップのICカード平面に垂直方向の投影面積及び外周より大きくなっている。このように、補強板3bがICチップ3a2の面積及び外周より大きいことで、補強板3bによりICチップ3a2が保護されており、ICチップ3a2の耐久性向上を得られる。
このICチップ3a2と、補強板3bは、2%弾性率が0.1以上55.0kg/mm2以下の密着剤91を介して固定されている。2%弾性率が55.0kg/mm2以上になると応力を吸収できず、ICチップ3a2を破損し、0.1kg/mm2以下になると、自己支持性が低下し、ICチップ3a2を破損するが、0.1以上55.0kg/mm2以下の密着剤91を介して固定することでICチップ3a2の破損を防止することができる。
また、表裏の少なくとも片側に受像層8aを有し、他方に筆記層9aを有し、受像層8a側にモジュール支持体3dのICチップ3a2が実装されていない支持体面3d1を、筆記層9a側に補強板3bが実装されている支持体面3d2となるように、ICモジュール3を設けている。モジュール支持体3dと補強板3bとの間にICチップ3a2が設けられ、このモジュール支持体3dと補強板3bとによってICチップ3a2を破壊より守ることができる。
ICチップ3a2の厚みD1が30μm以上190μm以下、密着剤91の厚みが1μm以上50μm以下である。ICチップ3a2が厚いと曲げの応力に対してチップの回路が破壊されやすく、薄すぎると、局部応力により割れやすい。また、密着剤が厚すぎると高強度な補強板が隣接していても補強効果が低下し強度が落ち、逆に薄すぎると応力緩和機能を併せ持つ密着剤の効果が少なくなり曲げ等の応力に弱くなるといったことを、ICチップ3a2の厚みと、密着剤91の厚みを規定することで、耐久性を改善することができる。
なお、本発明においてICチップの厚みとは、回路面側もしくは回路面の反対面側の曲率半径に沿った直線によって(湾曲していない場合は回路面もしくは回路面の反対面の法線に沿った直線によって)ICチップを貫いたと想定した場合の厚みである。
またここで密着剤の厚みとは、ICチップと第1の補強板とを密着剤によって隔てている間隔、または第1の補強板と第2の補強板とを密着剤によって隔てている間隔である。
例えば図2において、密着剤91の厚みとはD2で示される。また例えば図6において、密着剤91の厚みはD2aで示され、密着剤92の厚みはD2bで示される。
密着剤の厚みが、ICチップと第1の補強板、または第1の補強板と第2の補強板との相互位置関係により均一でない場合には、複数箇所の厚みの平均とする。
一般にICチップは、シリコン基板としてシリコン単結晶を円盤状にスライスしたものを用いる。各種半導体層を形成、拡散した後、回路コンタクトホールを通してアルミの薄膜で配線行う。全面にアルミ膜をつけた後、部分的にエッチングをして配線部分(回路形成層)を残す方式が一般に知られている。本発明において回路面とは、アルミの薄膜等によって配線を施した面をいう。
更に、このようにして形成された電気回路を外部からの汚染、機械的強度、不正アクセスから保護するために一般に数μm程度の樹脂による保護層を設けることもある。
必要に応じて、所望の厚みにシリコン基盤における回路面と反対面を薄膜化処理し、最後にチップ形状に切断しICチップとする。
このように本発明におけるICチップとは、最も厚いシリコン基板上の片面に、半導体層、回路形成層、および保護層を有する構成を含む。
また、アンテナ3a1が形成されるモジュール支持体3dの厚みD3が10μm以上50μm以下、ICモジュール3のICチップ部の最大厚みD4が350μm以下である。ICモジュール3のICチップ部の最大厚みD4とは、回路面3a21側とは逆のモジュール支持体面からICチップの補強板側の上面を言う。モジュール支持体3dが薄すぎるとアンテナ3a1が破壊されやすく、厚すぎるとICカードが厚くなり、ICモジュール3のICチップ部が厚すぎると局部応力により割れやすいといったことを、アンテナ3a1が形成されるモジュール支持体3dの厚みD3と、ICモジュール3のICチップ部の最大厚みD4を規定することで、耐久性を改善することができる。
このICカードの製造は、図1乃至図3に示すように、モジュール支持体3d上に設けたアンテナ3a1に、ICチップ回路面3a21に設けた接続用バンプ3kを、導電性接合剤90である異方導電性接合剤を介して電気接続した後に(または、非導電性接合剤95を介して電気接続した後に)、密着剤91をポッティングで設けて補強板3bを加圧加熱密着させICモジュール3を作成する。
そして、対向する2つのカード支持体である裏カード支持体1と表カード支持体2間の所定の位置に作成したICモジュール3を載置し、接着剤である裏接着剤6と表接着剤7を充填し加圧密着して、外力を応力分散させ、ICチップ3a2を破壊より保護することが可能なICカードを製造することができる。
次に、図1に示すICカードに用いるICモジュール3の他の実施の形態を、図4に示す。図4に示すICモジュールの形態は、図1乃至図3に示すICモジュール3と同様に構成されるが、ICチップ3a2と補強板3bとの間にのみ密着剤91を設けている。
このような形態でも、ICチップ3a2の回路面3a21側とバンプ3kとが、2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分からなる樹脂接合剤(異方性導電性接合剤または非導電性接合剤)で接合されることにより、外部からの応力に対して内部で応力を分散させ、接合部に負荷をかけずに断線などによる通信不良を低減することができる。
次に、ICカードの他の実施形態を、図5乃至図7に示す。図5はICカードの層構成を示す図、図6はICモジュールの側面図、図7はICモジュールの平面図である。
この実施の形態のICカードは、図1乃至図3の実施の形態のICカードと同様に構成されるが、ICチップ3a2の回路面3a21と反対側3a22には、密着剤91を介して第1の補強板3b1が接続され、この第1の補強板3b1には、密着剤92を介して第2の補強板3b2が接続されている。このように、ICカードは、ICチップ3a2の回路面3a21と反対側3a22に、密着剤91,92を介して第1の補強板3b1、第2の補強板3b2を隣接してこの順に具備している。
この密着剤91と密着剤92は、同じ組成でも、異なった組成でもよい。密着剤91はICチップ3a2を囲むようにモジュール支持体3d上に設けられ、ICチップ3a2に密着剤91を介して第1の補強板3b1が接続される。密着剤92はICチップ3a2及び第1の補強板3b1を囲むようにモジュール支持体3d上に設けられ、第1の補強板3b1に密着剤92を介して第2の補強板3b2が接続されている。
このように、ICチップ3a2の回路面3a21側がモジュール支持体3d上に形成されたアンテナ3a1と導電性接合剤90を介して密着し電気的に接続し、また非導電性接合剤95を介して接続される。ICチップ3a2の回路面3a21側は、モジュール支持体3dでICチップ3a2を保護している。ICチップ3a2の回路面3a21と反対側3a22は、密着剤91,92を介して第1の補強板3b1、第2の補強板3b2を具備し、2枚の補強板で強固にICチップ3a2を保護し、かつ、応力を分散させ、これによりICチップ3a2を破壊より守ることができる。
この実施の形態のICモジュール3は、第1の補強板3b1がICチップ3a2のICチップのICカード平面に垂直方向の投影面積及び外周より大きく、第2の補強板3b2が第1の補強板3b1の面積及び外周より大きくなっている。このように、第1の補強板3b1がICチップ3a2の面積及び外周より大きく、第2の補強板3b2が第1の補強板3b1の面積及び外周より大きいことで、一番大きい第2補強板3b2に曲げたり、押したりしたときの荷重がかかりやすく、さらに第1の補強板3b1によりICチップ3a2が保護されており、ICチップ3a2の耐久性が向上する。
また、第2の補強板3b2より密着剤92の面積及び外周が大きく、ICチップ3a2が密着剤92で封止され、モジュール支持体3d上になだらかにICチップ部分が形成されることになり、平滑なカード表面を得ることができる。
この実施の形態のICチップ3a2と、第1の補強板3b1、および、第1の補強板3b1と、第2の補強板3b2は、2%弾性率が0.1以上55.0kg/mm2以下の密着剤91,92を介して固定されている。2%弾性率が55.0kg/mm2以上になると応力を吸収できず、ICチップ3a2を破損し、0.1kg/mm2以下になると、自己支持性が低下し、第1の補強板3b1と、第2の補強板3b2の補強板との一体化が低下し、ICチップ3a2を破損するが、0.1以上55.0kg/mm2以下の密着剤91,92を介して固定することでICチップ3a2の破損を防止することができる。
また、この実施の形態では、表裏の少なくとも片側に受像層8aを有し、他方に筆記層9aを有し、受像層8a側にモジュール支持体3dのICチップ3a2が実装されていない支持体面3d1を、筆記層9a側に第1の補強板3b1、第2の補強板3b2が実装されている支持体面3d2となるように、ICモジュール3を設けている。モジュール支持体3dと第1の補強板3b1、第2の補強板3b2との間にICチップ3a2が設けられ、このモジュール支持体3dと補強板とによってICチップ3a2を破壊より守ることができる。
この実施の形態では、ICチップ3a2の厚みD1が30μm以上190μm以下、密着剤91,92の厚みが1μm以上50μm以下である。ICチップ3a2が厚いと曲げ応力に対してチップの回路が破壊しやすく、薄すぎると、局部応力により割れやすい。また、密着剤が厚すぎると高強度な補強板が隣接していても補強効果が低下し強度が落ち、逆に薄すぎると応力緩和機能を併せ持つ密着剤の効果が少なくなり曲げ等の応力に弱くなるといったことを、ICチップ3a2の厚みと、密着剤91,92の厚みを規定することで、耐久性を改善することができる。
また、アンテナ3a1が形成されるモジュール支持体3dの厚みD3が10μm以上50μm以下、ICモジュール3のICチップ部の最大厚みD4が350μm以下である。ICモジュール3のICチップ部の最大厚みD4とは、回路面3a21側とは逆のモジュール支持体面からICチップの補強板側の上面を言う。モジュール支持体3dが薄すぎるとアンテナ3a1が破壊しやすく、厚すぎるとICカードが厚くなり、ICモジュール3のICチップ部が厚すぎると局部応力により割れやすいといったことを、アンテナ3a1が形成されるモジュール支持体3dの厚みD3と、ICモジュール3のICチップ部の最大厚みD4を規定することで、耐久性を改善することができる。
この実施の形態では、第1の補強板3b1と第2の補強板3b2の重心位置と、ICチップ3a2の重心位置が略同一であり、補強板形状は、第1の補強板3b1が金属よりなる正方形であり、第2の補強板3b2が金属よりなる正方形である。この第1の補強板3b1が円形でもよい。補強板形状が、第1の補強板3b1が円形または正方形で、第2の補強板3b2が正方形であることで、最外層の補強板が重心からより離れたところにあるほど、曲げ変形等の外部応力が加わったとき最外層が破壊しやすくなるため、その結果ICチップ3a2を保護できる。
このICカードの製造は、図5乃至図7に示すように、モジュール支持体3d上に設けたアンテナ3a1にICチップ回路面3a21に設けた接続用バンプ3kを、導電性接合剤90である異方導電性接合剤を介して電気接続した後に(または、非導電性接合剤95を介して電気接続した後に)、密着剤91をポッティングで設けて第1の補強板3b1を加圧加熱密着し、さらに密着剤92をポッティングで設けて第2の補強板3b2を加圧加熱密着させICモジュール3を作成する。
対向する2つのカード支持体である裏カード支持体1と表カード支持体2間の所定の位置に作成したICモジュール3を載置し、接着剤である裏接着剤6と表接着剤7を充填し加圧密着して、外力を応力分散させ、ICチップ3a2を破壊より保護することが可能なICカードを製造することができる。
次に、図5に示すICカードに用いるICモジュール3の他の実施形態を、図8乃至図14に示す。
図8に示す他の実施形態のICモジュール3は、図5乃至図7のICモジュール3と同様に構成されるが、密着剤91は、第1の補強板3b1とICチップ3a2との間に設けられ、また密着剤92も第1の補強板3b1と第2の補強板3b2との間に設けられている。
図9に示す他の実施形態のICモジュール3は、密着剤91も図5乃至図7のICモジュール3と同様に構成されるが、密着剤92は、図8の実施の形態と同様に、第1の補強板3b1と第2の補強板3b2との間に設けられている。
また、図8及び図9の実施形態では、図5乃至図7の実施形態と同様に、第1の補強板3b1より第2の補強板3b2を平面形状の大きく形成しており、この実施形態の場合、図5乃至図7の実施の形態と同様に第1の補強板3b1と第2の補強板3b2とを同じ正方形の相似形に形成してもよいが、図12に示すように、第1の補強板3b1が円形で、第2の補強板3b2が正方形に形成してもよい。
さらに、ICモジュール3の他の実施形態を、図13及び図14に示す。図13はICモジュールの側面図、図14はICモジュールのICチップ部の平面図である。この実施の形態は、図8のICモジュール3と同様に構成されるが、第1の補強板3b1より第2の補強板3b2が小さく形成されている。この実施の形態では、第1の補強板3b1と第2の補強板3b2は、図14に示すように、同じ正方形であるが、円形でもよく、正方形と円形でもよい。
図5乃至図14に示すように、ICチップ3a2の回路面3a21と反対側3a22に、密着剤91,92を介し第1の補強板3b1、第2の補強板3b2を隣接してこの順に具備し、ICチップ3a2の回路面3a21側と、モジュール支持体3d上に形成されたアンテナ3a1とを電気的に接続するバンプ3kとが、2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分からなる樹脂接合剤(異方性導電性接合剤90または非導電性接合剤95)で接合されている。
このICカードの製造は、モジュール支持体3d上に設けたアンテナ3a1にICチップ3a2の回路面3a21側と、モジュール支持体3d上に形成されたアンテナ3a1とを電気的に接続するバンプ3kとを、2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分を含む樹脂接合剤(異方性導電性接合剤90または非導電性接合剤95)で接合し、ICチップ3a2の回路面3a21と反対側3a22に密着剤91をポッティングで設けて第1の補強板3b1を加圧加熱密着し、さらに密着剤92をポッティングで設けて第2の補強板3b2を加圧加熱密着させICモジュール3を作成し、対向する2つのカード支持体1,2間の所定の位置に前記作成したICモジュール3を載置し、接着剤6,7を充填し加圧密着する。
このように、ICチップ3a2の回路面3a21側とバンプ3kとが、2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分を含む樹脂接合剤(異方性導電性接合剤90または非導電性接合剤95)で接合されることにより、外部からの応力に対して内部で応力を分散させ、接合部に負荷をかけずに断線などによる通信不良を低減することができる。さらに補強板を1枚設けたものに比べ2枚にすることで極めて高いレベルで応力を分散させICチップを破壊より守る効果を得ることができる。
上記の効果を図17及び第18図によって説明する。図17に示すように、ICカードに応力がかかったときに、第1の補強板3b1がICチップ3a2の面積及び外周より大きく、第2の補強板3b2が第1の補強板3b1の面積及び外周より大きいことで、一番大きい第2の補強板3b2に曲げたり、押したりしたときの荷重がかかりやすく、第2の補強板3b2から破壊が進行することで、ICチップ3a2が保護されてICチップ3a2の耐久性が向上する。
また、第18図に示すように、ICチップ3a2が密着剤92で封止されていないで、密着剤92の面積が小さいと空隙3fができやすく、耐久性、凹凸性が低下しやすいが、第2の補強板3b2より密着剤92の面積及び外周が大きく、ICチップ3a2が密着剤92で封止されていると、空隙3fがなくなり耐久性が向上し、凹凸性が低下してモジュール支持体3d上になだらかにICチップ部分が形成されることになり、平滑なカード表面を得ることができる。
次に、比較例のICモジュールの形態を、図15乃至図16に示す。
図15に示す比較例のICモジュールの形態は、モジュール支持体3dが樹脂シートであり、例えばPET−Gシートを用いている。この樹脂シートにアンテナ3a1が形成される。ICチップ3a2は、リードフレーム3eに導電性接合剤90とワイヤーポンディングにより固定され、このリードフレーム3eが密着剤94によってモジュール支持体3dに固定されている。
図16に示す比較例のICモジュールの形態は、モジュール支持体3dが不織布である。また、ICモジュール3は、ICチップ3a2の回路面3a21と反対側3a22に、密着剤91,92を介して第1の補強板3b1、第2の補強板3b2を隣接してこの順に具備されるが、ICチップ3a2の回路面3a21の反対側3a22がモジュール支持体3dに設けられている。
以下、この発明のICカード及びICカードの製造方法について詳細に説明する。
<破断伸度、2%弾性率の測定方法>
接着剤を、厚さ500μmの硬化後の接着剤シートを作成し、この接着剤シートを株式会社オリエンテックテンシロン万能試験機RTA−100を用いASTM D638に準じて、引張弾性率、引張破断点伸度、を測定した。
[カード支持体]
裏表のカード支持体(第1のシート材および第2のシート材)としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン樹脂、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ4フッ化エチレン、エチレン−4フッ化エチレン共重合体、等のポリフッ化エチレン系樹脂、ナイロン6、ナイロン6.6等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ビニロン等のビニル重合体、生分解性脂肪族ポリエステル、生分解性ポリカーボネート、生分解性ポリ乳酸、生分解性ポリビニルアルコール、生分解性セルロースアセテート、生分解性ポリカプロラクトン等の生分解性樹脂、三酢酸セルロース、セロファン等のセルロース系樹脂、ポリメタアクリル酸メチル、ポリメタアクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、等のアクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリイミド等の合成樹脂シート、又は上質紙、薄葉紙、グラシン紙、硫酸紙等の紙、金属箔等の単層体或いはこれら2層以上の積層体が挙げられる。この発明の基材の厚みは30〜300μm望ましくは50〜200μmである。50μm以下であると裏表の基材の貼り合わせ時に熱収縮等を起こし問題である。
この発明においては隠蔽性を向上させるために白色の顔料を混入させたり、熱収縮率を低減させるためにアニール処理を行ったりして得られた150℃/30minにおける熱収縮率が縦(MD)で1.2%以下、横(TD)で0.5%以下の支持体を用いることが好ましい。縦(MD)で1.2%以上、横(TD)で0.5%以上であると基材の収縮により上記した後加工が困難になることが確認された。又上記基材上に後加工上密着性向上のため易接処理を行っていても良く、チップ保護のために帯電防止処理を行っても良い。
具体的には、帝人デュポンフィルム株式会社製のU2シリーズ、U4シリーズ、ULシリーズ、東洋紡績株式会社製クリスパーGシリーズ、東レ株式会社製のE00シリーズ、E20シリーズ、E22シリーズ、X20シリーズ、E40シリーズ、E60シリーズQEシリーズを好適に用いることができる。
第2のカード支持体(第2のシート材)は場合により、当該カード利用者の顔画像を形成するため受像層、クッション層を設けてもよい。個人認証カード基体表面には画像要素が設けられ、顔画像等の認証識別画像、属性情報画像、フォーマット印刷から選ばれる少なくとも一つが設けられたものが好ましい。
受像層用としては公知の樹脂を用いることができ、例えばポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニルと他のモノマー(例えばイソブチルエーテル、プロピオン酸ビニル等)との共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、三酢酸セルロース、ポリスチレン、スチレンと他のモノマー(例えばアクリル酸エステル、アクリロニトリル、塩化エチレン等)との共重合体、ビニルトルエンアクリレート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ポリカプロラクトン樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、およびそれらの変性物などを挙げることができるが、好ましいのは、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニルと他のモノマーとの共重合体、ポリエステル樹脂、ポリビニルアセタ−ル系樹脂、ポリビニルブチラール系樹脂、スチレンと他のモノマーとの共重合体、エポキシ樹脂である。
クッション層を形成する材料としては、特開2001−1693記載の光硬化型樹脂、ポリオレフィンが好ましい。例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−水素添加イソプレン−スチレンブロック共重合体、ポリブタジエンの様な柔軟性を有し、熱伝導性の低いものが適する。
クッション層とは、カード支持体と画像を受容する受像層の間に位置し、ICモジュール等の電子部品による凹凸影響を緩和する役割をはたす軟質の樹脂層を意味する。
また、クッション層は、受像層と電子部品の間にクッション層を有する形態であれば特に制限はないが、カード支持体の片面もしくは両面上に塗設あるいは貼合されて、形成されることが特に好ましい。
<筆記層>
第1のカード支持体(第1のシート材)は場合により、筆記層を設けることができる。
筆記層は、IDカードの裏面に筆記をすることができるようにした層である。このような筆記層としては、例えば炭酸カルシウム、タルク、ケイソウ土、酸化チタン、硫酸バリウム等の無機微細粉末を熱可塑性樹脂(ポリエチレン等のポリオレフィン類や、各種共重合体等)のフィルムに含有せしめて形成することができる。特開平1−205155号公報に記載の「書き込み層」をもって形成することができる。前記筆記層は基材における、複数の層が積層されていない方の面に形成される
[ICモジュール]
ICモジュールの電子部品とは、情報記録部材のことを示し、例えば電子カードの利用者の情報を電気的に記憶するICチップ及びICチップに接続されたコイル状のアンテナ体である。ICチップはメモリのみやそれに加えてマイクロコンピューターなどである。場合により電子部品にコンデンサーを含んでいてもよい。ICチップは、一般のIC(集積回路)の形態を具備している。すなわち、シリコンウェハー上に半導体を必要な形状にリソグラフィーやドーピングなどの手法で形成し、電子回路を形成する。このあと、必要な厚みに研摩し、ダイシング工程を経てICチップ形状にする。ICチップの厚さは30μm〜190μmであることが好ましい。190μm以上であると曲げの応力に対してチップの回路が破壊しやすく、30μm以下であると局部応力により割れやすくなる。ICカードとして使用されるICチップは、接続端子を有しているが、これは、ICチップ上の接続部分にバンプと称される接続端子をメッキなどの方法により設けることができる。この発明はこれに限定されず情報記録部材に必要な電子部品であれば特に限定はない。
通常、アンテナは、PETやポリイミドなどの厚み10μm〜800μmの熱可塑性基材に銅材やアルミニウム材などを所定のパターンにエッチングしたもの、50μmφ〜300μmφの径を有する銅線材などを所定の形状にカード支持体に配置する巻線形式により形成したもの、銀粒子を固形分にして50重量%〜90重量%含有した導電性ペーストインキをカード支持体上にスクリーン印刷などの方式で所定形状配置したもの、などが使用される。
アンテナの形状は、ループアンテナ形状が多く、そのターン数は、1〜数10ターンであり用途により適宜選択する。非接触ICカードでは、その通信距離に応じて、密着型(カードとリーダーライターを密着して通信する。)、近接型(通信距離は、一般に、数cm〜数10cm)、近傍型(通信距離:数10cm〜数m)、マイクロ波型(通信距離:1m〜数m)として分類されている。通信を行う電磁波の搬送波の周波数も限定されており、たとえば、近接型では、13.56MHzとすることが多い。アンテナの特性は、この電磁周波数に共振するようにターン数や線幅などが設計される。このような少なくともICチップとアンテナを配した基材をICモジュールと称している。
ICチップをアンテナ端子に接続する方法としては、たとえば、ワイヤーボンディング法、フリップチップボンディング法(FCB法)などが常用されている。ICチップの端子(バンプ)とアンテナ端子を金、Ni等で接続する方法が知られている。
本発明においては、上記接続部にACF(異方性導電性フィルム)、ACP(異方性導電性接合剤に相当する)、NCF(非導電性樹脂フィルム)、NCP(非導電性接合剤に相当する)などの樹脂接合剤を接続させ、その上にICチップを配置し、ICチップの端子とアンテナ端子を加熱加圧することにより接続固定する。また発明では生産性からACP、NCPを用い接合することが好ましい。
また樹脂接合剤の粘度は特に限定されないが、流動性があり適用性、塗布性、印刷性が良好であれば特に限定されるものではない。樹脂接合剤をポッティングで設ける場合、ポッティングノズル数を多くすることが好ましい。樹脂接合剤を塗布で設ける場合、平滑に設けることが好ましい。塗布後の厚みを適当なものとするためには23℃における粘度が1000〜80000cpsであることが好ましく、更に好ましくは3000〜70000である。粘度が1000cps以下であるとICチップと補強構造物(例えば補強板)密着時に粘度が低すぎるため設けた液が流れてしまい膜厚制御、膜厚ムラができてしまい問題となる。また、粘度が80000以上であると製造時に塗工スジ、気泡が発生してしまい密着性が劣化してしまう。仕上がり膜厚は、1〜80μm、より好ましくは5〜80μm、更に好ましくは5〜70μmである。
尚、樹脂接合剤の弾性率測定方法は(2%弾性率測定方法)は以下の通りである。
<2%弾性率測定方法>
各々の樹脂接合剤を厚さ500μmのシートを作成ダンベル状3号型になるよう成型し、このシートを株式会社オリンテックテンシロン万能試験機RTA−100を用い測定した。測定環境温度は、23℃、50%RH環境下。引っ張り速度は10mm/min、標線間距離20mmの時の2%値を、この発明の2%弾性率と算出した。
以下に、上記の樹脂接合剤におけるACPおよびNCPについての説明をする。
<ACP(Anisotropic Conductive Paste:異方性導電性ペースト)>
異方性導電ペーストに使用される樹脂は、弾性率が500μmの厚さで樹脂物性が2%弾性率(kgf/mm2)で0.1〜80kgであることが好ましく、0.1kgf/mm2以下又は80kgf/mm2以上であるとチップとアンテナ接続部への応力が集中し接合部に負荷を掛け、断線などによる通信不良が発生し、問題となってしまう。
この発明には2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分を含む異方性導電性樹脂組成物を用いることができる。好ましくは0.2〜80kgf/mm2、より好ましくは0.5〜70kgf/mm2である。2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分は、この発明の趣旨より反しない限り、制限なく用いることができる。
UV硬化型、ホットメルト、嫌気性、湿気硬化型樹脂、熱硬化性樹脂などの樹脂、例えばエポキシ系、ウレタン系、シリコン系、ポリエステル系、シアノアクリレート系、ニトリルゴム、熱可塑性エラストマー等の合成ゴム系、セルロース系密着剤、酢酸ビニール系密着剤等の密着剤を用いることができる。これらは単独、または、複数用いることができる。好ましくは、UV硬化型樹脂、湿気硬化型樹脂、光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂のような硬化性樹脂が好ましく、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂が用いられる。
エポキシ樹脂として、例えば、低温時の硬化性を得るために特開昭63−63716に開示されるような、エポキシ樹脂とメルカプタン系硬化剤との組み合わせからなるエポキシ樹脂組成物や、複素環状ジアミン硬化剤との組み合わせからなるエポキシ樹脂組成物が用いられてきた。また、高強度を得るためには芳香族ポリアミン硬化剤との組み合わせからなるエポキシ樹脂が用いられてきた。作業環境特性、支持体との接着性、接着安定性を得るために特開平10−120764に開示されているような、ビスフェノール型エポキシ樹脂とアミン系硬化剤としてポリアミドアミン、芳香族変性アミン、及び脂肪族変性ポリアミンとの組み合わせによりエポキシ樹脂組成物が用いられている。また、特開2000−229927には、エポキシ樹脂とアミンイミド化合物系硬化剤との組み合わせからなる硬化速度が早いエポキシ樹脂が得られている。特開平6−87190、特開平5−295272には特殊変性シリコーンプレポリマーを硬化剤として用いた樹脂の柔軟性を改良した材料が開示されている。
この発明で用いることができるエポキシとは、一般的に弾性エポキシ樹脂といわれるもの例えば、セメダイン株式会社製、セメダインEP−001、株式会社スリーボンド社製、3950シリーズ、3950,3951,3952、コニシ株式会社製ボンドMOSシリーズ、MOS07、MOS10、東邦化成工業株式会社ウルタイト1500シリーズ、ウルタイト1540、3325X等を用いることが好ましい。
湿気硬化型としてはウレタン樹脂が一般的で、公知の材料で本発明の2%弾性率であれば特に制限はない。例えば特開2000−036026、特開2000−219855、特開2000−211278、特開2002−175510で開示されている。湿気硬化接着剤の1例として、分子末端にイソシアネート基含有ウレタンポリマーを主成分とし、このイソシアネート基が水分と反応して架橋構造を形成するものがある。湿気硬化型接着剤としては、例えば住友スリーエム社製TE030、TE100、日立化成ポリマー社製ハイボン4820、カネボウエヌエスシー社製ボンドマスター170シリーズ、Henkel社製Macroplast QR 3460等があげられる。また、湿気硬化型接着剤は素材の安全性から遊離MDI量が1.0%以下の物を使用することが好ましい。
光硬化型樹脂としてはアクリル樹脂、エポキシ樹脂が一般的で、公知の材料で本発明の2%弾性率であれば特に制限はない。光硬化型樹脂層は、付加重合性又は開環重合性を有する素材からなるものであり、付加重合成化合物とは、ラジカル重合性化合物、例えば特開平10−316959、特開平11−5964、特開平7−159983号、特公平7−31399号等の各号公報に記載されている光重合成(熱重合性も含む)組成物を用いた光硬化型材料であってもよい。付加重合成化合物とは、カチオン重合系の光硬化型材料が知られており、最近では可視光以上の長波長域に増感された光カチオン重合系の光硬化材料も例えば、特開平6−43633号公報等に公開されている。ハイブリッド型重合系の光硬化材料としては特開平4−181944号等で組成物が開示されている。具体的には、上記カチオン系開始剤、カチオン重合性化合物、ラジカル系開始剤、ラジカル重合性化合物のいずれかを含む光硬化層であり、この発明の目的においてはいずれの光硬化樹脂剤量を用いても構わない。
この発明の異方性導電性接合剤には前記記載の2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分の他に導電性フィラー、溶剤、WAX、熱可塑性樹脂、無機微粒子、レベリング剤、ゴム弾性粒子、熱可塑性エラストマー、染料、顔料、熱可塑性樹脂、粘着剤、硬化剤、硬化触媒、平板上粒子、針状粒子、重合禁止剤、増粘剤、チキソトロピー剤、沈殿防止剤、酸化防止剤、分散剤その他添加剤等を配合することも可能である。
導電粒子としては、電気的に良好な導体である限り種々のものを使用することができる。例えば、銅、銀、金、ニッケル、等の金属粉体、このような金属で被覆された樹脂あるいは粉体等を使用することができる。また、その形状についても特に制限はなく、りん片状、樹枝状、粒状、ペレット状等の任意の形状をとることができる。
また、この発明の異方性導電性接合剤には、溶剤及び硬化促進剤等の各種添加剤を必要に応じて添加することができる。この発明の2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分はACP全体の35質量%以下が好ましい。
この発明の異方性導電性接合剤は常法により製造できる。例えば、2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分、各種添加剤を混合し、さらに導電粒子を混合することにより製造できる。また、その使用方法も例えば常法にしたがって接続すべき端子間に適用し、作成すればよい。この発明のACPは、例えば上記の成分をホモジナイザーなどの攪拌機で均一に混合した後、3本ロールあるいはニーダーなどの混練機でさらに均一に分散することにより製造されるが、製法はこの方法に限定されるものではない。
また異方性導電性接合剤には、必要に応じてさらに公知の溶剤を添加できる。溶剤としては、硬化反応後に系内への残存を避けるため沸点は約250℃以下のものが好ましい。具体的には、例えば、トルエン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ヘキサン、ペンタンなどの炭化水素溶剤、イソプロピルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール類、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、イソホロンなどのケトン類、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル類、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、3−メトキシ−3−メチルブチルアセテートなどのグリコールモノエーテル類およびそれらのアセテート化合物、あるいはこれらの1種ないし2種以上の混合物などを挙げることができる。
<NCP(Non Conductive Paste:非導電性ペースト)>
この発明の非導電性ペーストに用いられる樹脂は2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分を含む非導電性樹脂組成物を用いることができる。好ましくは0.2〜80kgf/mm2、より好ましくは0.5〜70kgf/mm2である。2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分は、この発明の趣旨より反しない限り、制限なく用いることができる。前述のACPに用いられる樹脂と同様の樹脂を用いることができる。
この発明の非導電性樹脂ペーストには、前記記載の2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分の他に溶剤、WAX、熱可塑性樹脂、無機微粒子、レベリング剤、ゴム弾性粒子、熱可塑性エラストマー、染料、顔料、熱可塑性樹脂、粘着剤、硬化剤、硬化触媒、平板上粒子、針状粒子、重合禁止剤、増粘剤、チキソトロピー剤、沈殿防止剤、酸化防止剤、分散剤その他添加剤等を配合することも可能である。
また、この発明の非導電性接合剤には、必要に応じて、前述の溶剤及び硬化促進剤等の各種添加剤を必要に応じて添加することができる。この発明の2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分はNCP全体の40質量%以下が好ましい。
この発明の非導電性接合剤は常法により製造できる。例えば、2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分、各種添加剤を混合し、製造できる。また、その使用方法も例えば常法にしたがって接続すべき端子間に適用し、作成すればよい。この発明のNCPは、例えば上記の成分をホモジナイザーなどの攪拌機で均一に混合した後、3本ロールあるいはニーダーなどの混練機でさらに均一に分散することにより製造されるが、製法はこの方法に限定されるものではない。
予めICチップを含む部品を所定の位置に載置してから樹脂を充填するために、樹脂の流動による剪断力で接合部が外れたり、樹脂の流動や冷却に起因して表面の平滑性を損なったりと安定性に欠けることを解消するため、予め基板シートに樹脂層を形成しておいて該樹脂層内に部品を封入するために該電子部品を多孔質の樹脂フィルム、多孔質の発泡性樹脂フィルム、可撓性の樹脂シート、多孔性の樹脂シート又は不織布シート状にし使用できる。
例えば、アンテナフィルム支持体としてはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリイミド、PET−G(イーストマンケミカル社)、ポリエチレンテレフタレート/イソフタレート共重合体等のポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン樹脂、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリ4フッ化エチレン、エチレン−4フッ化エチレン共重合体、等のポリフッ化エチレン系樹脂、ナイロン6、ナイロン6.6等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ビニロン等のビニル重合体、生分解性脂肪族ポリエステル、生分解性ポリカーボネート、生分解性ポリ乳酸、生分解性ポリビニルアルコール、生分解性セルロースアセテート、生分解性ポリカプロラクトン等の生分解性樹脂、三酢酸セルロース、セロファン等のセルロース系樹脂、ポリメタアクリル酸メチル、ポリメタアクリル酸エチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、等のアクリル系樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリイミド等の合成樹脂シート、又は上質紙、薄葉紙、グラシン紙、硫酸紙等の紙、金属箔等の単層体或いはこれら2層以上の積層体が挙げられる。この発明のモジュール支持体の厚みは10〜50μmが好ましい。10μm以下であると裏表の基材の貼り合わせ時に熱収縮等を起こし問題である。50μm以上では、クッション効果が低下し、ICチップが破損しやすくなる。
<密着剤>
この発明の密着剤には、この発明の趣旨より反しない限り、一般に使用されている樹脂材を制限なく用いることができる。エポキシ系、ウレタン系、シリコン系、シアノアクリレート系、ニトリルゴム等の合成ゴム系、UV硬化型、ホットメルト、嫌気性、セルロース系密着剤、酢酸ビニール系密着剤等の密着剤を用いることができる。これらの密着剤単独、または、複数用いることができる。好ましくは、弾性エポキシ密着剤が用いられる。
弾性エポキシ樹脂として、例えば、低温時の硬化性を得るために特開昭63−63716に開示されるような、エポキシ樹脂とメルカプタン系硬化剤との組み合わせからなるエポキシ樹脂組成物や、複素環状ジアミン硬化剤との組み合わせからなるエポキシ樹脂組成物が用いられてきた。また、高強度を得るためには芳香族ポリアミン硬化剤との組み合わせからなるエポキシ樹脂が用いられてきた。作業環境特性、基材との接着性、接着安定性を得るために特開平10−120764に開示されているような、ビスフェノール型エポキシ樹脂とアミン系硬化剤としてポリアミドアミン、芳香族変性アミン、及び脂肪族変性ポリアミン等を用い、このエポキシ樹脂との組み合わせによりエポキシ樹脂組成物が用いられている。また、特開2000−229927には、エポキシ樹脂とアミンイミド化合物系硬化剤との組み合わせからなる硬化速度が早いエポキシ樹脂が挙げられている。特開平6−87190、特開平5−295272には特殊変性シリコーンプレポリマーを硬化剤と用いた記載がされており樹脂の柔軟性を改良した材料が開示されている。
弾性エポキシ密着剤とは、例えば、セメダイン株式会社製、セメダインEP−001、株式会社スリーボンド社製、3950シリーズ、3950,3951,3952、コニシ株式会社製ボンドMOSシリーズ、MOS07、MOS10、東邦化成工業株式会社ウルタイト1500シリーズ、ウルタイト1540灯を用いることが好ましい。
密着剤の膜厚は、電子部品と含めた場合、厚さで100〜800μmが好ましく、より好ましくは200〜800μm、更に好ましくは200μ〜700μmである。
この発明における密着剤(以下、密着剤樹脂とも呼ぶ)とは、23℃における粘度が1000〜35000cpsであることが好ましく、更に好ましくは3000〜35000である。粘度が1000cps以下であるとICチップと補強構造物密着時に粘度が低すぎるため設けた液が流れてしまい膜厚制御、膜厚ムラができてしまい問題となる。また、粘度が35000以上であると製造時に塗工スジ、気泡が発生してしまい密着性が劣化してしまう。
この発明に使用する密着剤500μm硬化後の樹脂物性が2%弾性率(kgf/mm2)においても硬化後の物性が0.1〜55(kgf/mm2)で有ることが好ましく、0.1(kgf/mm2)以下、55(kgf/mm2)以上であるとICチップまたは補強構造物への応力、変形がICチップに集中的にかかり、耐久性が低下し、問題となってしまう。
また、この発明の密着剤は、ポッティング、塗布、噴射、印刷等、特に制限なく補強構造物上、ICチップ上に設けることができる。ポッティングで設ける場合、ポッティングノズル数を多くすることが好ましい。塗布で設ける場合、平滑に設けることが好ましい。いずれも、ICチップに補強構造物を固定する時、均一に密着剤を設けることが好ましく、この発明においては、密着剤面積がICチップ面積を上回っていることが好ましい。チップ/補強構造物間に密着剤が満たされないと耐久性が低下する。
この発明では、この発明の趣旨より反しない限り、添加剤を加えることができる。特に密着剤に弾性粒子を含有するのが好ましい。密着剤に添加可能な素材としては、WAX、熱可塑性樹脂、無機微粒子、レベリング剤、ゴム弾性粒子、熱可塑性エラストマー、熱可塑性樹脂、粘着剤、硬化剤、硬化触媒、流展剤、平板上粒子、針状粒子、その他添加剤等を配合することも可能である。
弾性粒子を添加することで、補強構造物を固定する製造工程で、ICチップにかかる応力を緩和し、歪みが残留せず、耐久性を向上する事ができ特に好ましい。カード化された後においても、ICチップにかかる応力を緩和し、耐久性を向上することができる。
平板上粒子としては、例えばマイカ、タルク、層状珪酸塩、ハロゲン化銀等の平板状物質が使用できる。
平板状物質である平板状シリカ系化合物は、アルカリ、アルカリ土類金属、アルミニウムなどを含有する層状ケイ酸塩、即ち、平板状ケイ酸塩を指し、これらとしては、カオリン鉱物、雲母粘土鉱物、スメクタイトなどが挙げられる。カオリン鉱物としては、カオリナイト、デイッカイト、ナクライト、ハロイサイト、蛇文石などが挙げられる。雲母粘土鉱物としては、パイロフィライト、タルク、白雲母、膨潤性合成フッ素雲母、セリサイト、緑泥石などが挙げられる。スメクタイトとしては、スメクタイト、バーミキュライト、膨潤性合成フッ素パーミキュライトなどが挙げられる。スメクタイトには、天然物と合成物の2種類があるが、天然物の例としては、モンモリロナイトとバイデライトなどがあり、ベントナイト、酸性白土などと呼ばれる粘土として得られる。合成スメクタイトの例としては、例えば、コープケミカル(株)製のルーセンタイトSWN(以下、STT−1という。)、ルーセンタイトSWF(フッ素を2〜5重量%含む)(以下、STT−2という。)などを挙げることができる。
この発明に用いられる平板状粒子の好ましい使用量は、添加すべき層のバインダーに対して乾燥重量比で0.10〜0.90で、特に好ましくは0.2〜0.8である。
針状粒子としては、バリウムフェライト、ストロンチウムフェライト等の六方晶系フェライトを挙げることができる。また、アラミド繊維などの高弾性率の繊維片であってもよい。
また、必要に応じて、さらに他の微粒子を併用しても良い。他の微粒子としては、各種無機酸化物、炭化物、窒化物、硼化物が好適に用いられる。例えば、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、チタン酸バリウム、チタン酸アルミニウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、酸化亜鉛、酸化クロム、酸化セリウム、酸化アンチモン、酸化タグステン、酸化錫、酸化テルル、酸化マンガン、酸化硼素、炭化珪素、炭化硼素、炭化チタン、窒化珪素、窒化チタン、窒化硼素等が挙げられる。
粘着性ポリマーとしては、ポリジメチルシロキサン、ポリジフェニルシロキサンなどのシリコーンゴムと、トリメチルシリル基もしくはトリフェニルシリル基を有するポリシロキサンなどのシリコーンレジンとの混合物のようなシリコーン類;ポリエステル類;ポリウレタン類;ポリエーテル類;ポリカーボネート類;ポリビニルエーテル類;ポリ塩化ビニル類;ポリ酢酸ビニル類;ポリイソブチレン類などのアクリル系以外のポリマーや、アクリルゴム、アクリロニトリル/ブタジエンゴム(NBR)、ランダム型スチレン/ブタジエンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、エチレン/プロピレンゴム(EPM)、エチレン/プロピレン/ジエンゴム(EPDM)、ウレタンゴム、スチレン/イソプレン/スチレンブロックゴム(SIS)、スチレン/エチレン/ブタジエン/スチレンブロックゴム(SEBS)、スチレン/ブタジエンブロックゴムなどの合成ゴム系ポリマーを用いてもよい。熱軟化点の低い樹脂、例えば、ガラス転移点が低いアルキルアクリレートを主成分とするアクリル系ポリマーが、該ポリマー単体で適度な感圧接着性を発揮し得るため好適に用いられる。
<補強構造物(補強板)>
この発明では、ICチップの耐久性向上のためにICチップ上に補強板を固定する。更に耐久性を向上させるためには、第1の補強板、第2の補強板の補強構造物を固定する方法なども採ることができる。
この発明の補強構造物は、機械的強度に優れることが好ましい。強度確保のため補強構造物を厚くするとカード厚みが厚くなり、表面印画性などが低下するため補強構造物は高強度の素材が好ましい。金属、セラミック、カーボンファイバー、ガラス繊維、アラミド繊維、高弾性樹脂などが上げられる。これらより選択される。1種または複数からなる複合材料でもよい。特にヤング率100GPa以上の素材が主構造に使用されているのが好ましい。厚みとしては、10〜300μm、好ましくは、20〜200μm、さらに好ましくは、30〜150μmがよい。補強板の大きさはICチップの面積に対して同等若しくはそれより大きいことが好ましい。生産時の位置精度からICチップの面積に対して1.02倍以上の大きさで有ることが本発明ではより好ましい。更に好ましくはICチップの面積に対して1.1倍以上であることが好ましい。補強構造上の形状としては、この発明の要旨に反しない限り、適宜用いることができる。この発明では、補強構造物形状は、複数の部材が好ましく、特に第1の補強板、第2の補強板の構造により形成される。
<第1のシート材と第2のシート材との間に所定の厚みのICモジュールとを備える方法>
この発明の第1のシート材と第2のシート材との間に所定の厚みのICモジュールとを備えるための製造方式としては、熱貼合法、接着剤貼合法及び射出成形法が知られているが、いずれの方法で貼り合わせしてもよい。又、第1のシート材と第2のシート材は貼り合わせる前後いずれかにフォーマット印刷又は、情報記録を行ってもよく、オフセット印刷、グラビア印刷、シルク印刷、スクリーン印刷、凹版印刷、凸版印刷、インクジェット方式、昇華転写方式、電子写真方式、熱溶融方式等のいずれの方式によって形成することができる。
この発明のICカードの製造方法は、少なくとも、常温状態では固形物又は粘調体であり、加熱状態では軟化する接着部材をカード用の支持体に設ける工程と、ICモジュールの電子部品を、このモジュール支持体上に配置する工程と、このモジュール支持体上の電子部品を覆うように接着部材を設けた表面用の基材を配置する工程と、所定の加圧加温条件の下で支持体、電子部品及び表面用の基材とを貼り合わせる工程とを有し貼り合わせることが好ましい。
固形物又は粘調体の加熱状態で軟化する接着部材とは、接着剤自身をシート状に形成し具備する方法と接着剤自身を加熱又は常温で溶融し射出成型によって貼り合わせることが好ましい。
第1のシート材と第2のシート材との間に所定の電子部品の接着可能な温度は、80℃以下であることが好ましく、より好ましくは0〜80℃、更に好ましくは20℃〜70℃である。貼り合わせ後に基材のそり等を低減させるために冷却工程を設けることが好ましい。冷却温度は70℃以下であることが好ましく、より好ましくは−10〜70℃、更に好ましくは10〜60℃である。
貼り合わせる時には、カード支持体の表面平滑性、第1のシート材と第2のシート材との間に所定の電子部品の密着性をあげるために加熱及び加圧を行うことが好ましく、上下プレス方式、ラミネート方式等で製造することが好ましい、更にはIC部品の割れを考慮して、線接触に近く、僅かなズレでも無理な曲げ力が加わるローラを避けて平面プレス型とするのが好ましい。加熱は、10〜120℃が好ましく、より好ましくは30〜100である。加圧は、0.1〜300kgf/cm2が好ましく、より好ましくは0.1〜100kgf/cm2である。これより圧が高いとICチップが破損する。加熱及び加圧時間は好ましくは、0.1〜180secより好ましくは0.1〜120secである。
前記接着剤貼合法や樹脂射出法で連続シートとして形成された貼り合わせた枚葉シート又は連続塗工ラミロールは、接着剤の所定硬化時間に合わせた時間内放置後、認証識別画像や書誌事項を記録をしても良く、その後所定のカードサイズに成形しても良い。所定のカードサイズに形成する方法としては打ち抜く方法、断裁する方法等が主に選択される。<画像記録体の画像形成方法>
この発明のICカードである画像記録体には画像要素が設けられ、顔画像等の認証識別画像、属性情報画像、フォーマット印刷から選ばれる少なくとも一つが設けられた基体上の該画像又は印刷面側に形成したものである。
顔画像は通常の場合、階調を有するフルカラー画像で、例えば昇華型感熱転写記録方式、ハロゲン化銀カラー写真方式等により作製される。又、文字情報画像は二値画像よりなり、例えば溶融型感熱転写記録方式、昇華型感熱転写記録方式、ハロゲン化銀カラー写真方式、電子写真方式、インクジェット方式等により作製されている。この発明においては、昇華型感熱転写記録方式により顔画像等の認証識別画像、属性情報画像を記録することが好ましい。
属性情報は氏名、住所、生年月日、資格等であり、属性情報は通常文字情報として記録され溶融型感熱転写記録方法が一般的である。フォーマット印刷又は、情報記録を行ってもよく、オフセット印刷、グラビア印刷、シルク印刷、スクリーン印刷、凹版印刷、凸版印刷、インクジェット方式、昇華転写方式、電子写真方式、熱溶融方式等のいずれの方式によって形成することができる。
さらに、偽変造防止の目的では透かし印刷、ホログラム、細紋等が採用されてもよい。偽造変造防止層としては印刷物、ホログラム、バーコード、マット調柄、細紋、地紋、凹凸パターンなどで適時選択さ、可視光吸収色材、紫外線吸収材、赤外線吸収材、蛍光増白材、金属蒸着層、ガラス蒸着層、ビーズ層、光学変化素子層、パールインキ層、隣片顔料層などからなる。
[昇華画像形成方法]
昇華型感熱転写記録用インクシートは、基材とその上に形成された昇華性色素含有インク層とで構成することができる。
−基材−
基材としては、寸法安定性がよく、感熱ヘッドでの記録の際の熱に耐えうる限り特に制限がなく、従来から公知のものを使用することができる。
−昇華性色素含有インク層−
上記昇華性色素含有インク層は、基本的に昇華性色素とバインダーとを含有する。
前記昇華性色素としてはシアン色素、マゼンタ色素およびイエロー色素を挙げることができる。
前記シアン色素としては、特開昭59−78896号公報、同59−227948号公報、同60−24966号公報、同60−53563号公報、同60−130735号公報、同60−131292号公報、同60−239289号公報、同61−19396号公報、同61−22993号公報、同61−31292号公報、同61−31467号公報、同61−35994号公報、同61−49893号公報、同61−148269号公報、同62−191191号公報、同63−91288号公報、同63−91287号公報、同63−290793号公報などに記載されているナフトキノン系色素、アントラキノン系色素、アゾメチン系色素等が挙げられる。
前記マゼンタ色素としては、特開昭59−78896号公報、同60−30392号公報、同60−30394号公報、同60−253595号公報、同61−262190号公報、同63−5992号公報、同63−205288号公報、同64−159号、同64−63194号公報等の各公報に記載されているアントラキノン系色素、アゾ色素、アゾメチン系色素等が挙げられる。
イエロー色素としては、特開昭59−78896号公報、同60−27594号公報、同60−31560号公報、同60−53565号公報、同61−12394号公報、同63−122594号公報等の各公報に記載されているメチン系色素、アゾ系色素、キノフタロン系色素およびアントライソチアゾール系色素が挙げられる。
また、昇華性色素として特に好ましいのは、開鎖型または閉鎖型の活性メチレン基を有する化合物をp−フェニレンジアミン誘導体の酸化体またはp−アミノフェノール誘導体の酸化体とのカップリング反応により得られるアゾメチン色素およびフェノールまたはナフトール誘導体またはp−フェニレンジアミン誘導体の酸化体またはp−アミノフェノール誘導体の酸化体のとのカップリング反応により得られるインドアニリン色素である。
また、受像層中に金属イオン含有化合物が配合されているときには、この金属イオン含有化合物と反応してキレートを形成する昇華性色素を、昇華性色素含有インク層中に含めておくのが良い。このようなキレート形成可能な昇華性色素としては、例えば特開昭59−78893号、同59−109349号、同特開平4−94974号、同4−97894号、同4−89292号に記載されている、少なくとも2座のキレートを形成することができるシアン色素、マゼンタ色素およびイエロー色素を挙げることができる。
キレートの形成可能な好ましい昇華性色素は、下記一般式で表わすことができる。
X1−N=N−X2−G
ただし、式中X1は、少なくとも一つの環が5〜7個の原子から構成される芳香族の炭素環、または複素環を完成するのに必要な原子の集まりを表わし、アゾ結合に結合する炭素原子の隣接位の少なくとも一つが、窒素原子またはキレート化基で置換された炭素原子である。X2は、少なくとも一つの環が5〜7個の原子から構成される芳香族複素環または、芳香族炭素環を表わす。Gはキレート化基を表わす。
いずれの昇華性色素に関しても前記昇華性色素含有インク層に含有される昇華性色素は、形成しようとする画像が単色であるならば、イエロー色素、マゼンタ色素、およびシアン色素の何れであっても良く、形成しようとする画像の色調によっては、前記三種の色素のいずれか二種以上もしくは他の昇華性色素を含んでいても良い。前記昇華性色素の使用量は、通常、基材1m2当たり0.1〜20g、好ましくは0.2〜5gである。
インク層のバインダーとしては特に制限がなく従来から公知のものを使用することができる。さらに前記インク層には、従来から公知の各種添加剤を適宜に添加することができる。
昇華型感熱転写記録用インクシートは、インク層を形成する前記各種の成分を溶媒に分散ないし溶解してなるインク層形成用塗工液を調製し、これを基材の表面に塗工し、乾燥することにより製造することができる。かくして形成されたインク層の膜厚は、通常、0.2〜10μmであり、好ましくは、0.3〜3μmである。
<接着剤>
この発明のICカードに用いられる接着剤は、一般に使用されている樹脂を制限なく用いることができる。好ましくは、ホットメルト接着剤を用いることがよく、ホットメルト接着剤の主成分としては、例えばエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)系、ポリエステル系、ポリアミド系、熱可塑性エラストマー系、ポリオレフィン系などが挙げられる。但しカード基体がそりやすいとか、カード表面に感熱転写による画像形成のための受像層など高温加工に弱い層が設けられている場合に層がダメージを受け、或いは高温で貼り合わせるために基材が熱収縮等を起こし寸法及び貼り合わせ時の位置精度が劣化する等の問題点から接着剤を介して貼り合わせる場合には、80℃以下で貼り合わせることが好ましくさらには10〜80℃、さらに好ましくは20〜80であることが好ましい。
低温接着剤の中でも具体的には反応型ホットメルト接着剤が好ましい。反応型ホットメルト接着剤(以下、反応型接着剤)は、樹脂を溶融させて接着した後、湿気を吸収して樹脂が硬化するタイプの接着剤である。その特徴として、通常のホットメルトと比較して硬化反応を有する上、それに要するだけ接着可能時間が長く、かつ接着後に軟化温度が高くなるため耐久性に富み、低温での加工に適していることが挙げられる。反応型接着剤の1例として、分子末端にイソシアネート基含有ウレタンポリマーを主成分とし、このイソシアネート基が水分と反応して架橋構造を形成するものがある。この発明に使用できる反応型接着剤としては住友スリーエム社製TE030、TE100、日立化成ポリマー社製ハイボン4820、カネボウエヌエスシー社製ボンドマスター170シリーズ、Henkel社製Macroplast QR 3460等が挙げられる。
反応型ホットメルト接着剤として湿気硬化型の材料で特開2000−036026、特開2000−219855、特開2000−211278、特開2002−175510で開示されている。光硬化型接着剤として特開平10−316959、特開平11−5964等が開示されている。
これら接着剤のいずれも使用してもよく、この発明には制限はない材料を好ましく用いることができる。
接着剤の膜厚は、この発明の範囲であれば電子部品と含めた厚さで10〜600μmが好ましく、より好ましくは200〜500μm、更に好ましくは250μ〜500μmである。
2%弾性率が1〜90kg/mm2のICカード接着剤を、この発明で使用することができる。好ましくは5〜80kg/mm2、より好ましくは10〜60kg/mm2である。2%弾性率が10kgf/mm2以下であると自己支持性が低下し、応力がチップに集中し、ICチップを破損する。またカード状にしたときに柔軟すぎてしまうため断裁性の劣化、又はカード取り扱い性が悪くなる。90kg/mm2以上であると硬すぎて応力を吸収できず、ICチップを破損すると共に、仕上がりカード曲げ時接着剤の内部応力が耐えきれずにカードが破損してしまい問題となる。
接着剤は、ホットメルト接着剤や反応型ホットメルト接着剤、光硬化型接着剤若しくは湿気硬化型接着剤、弾性エポキシ接着剤等を用いることができる。ホットメルト接着剤の主成分としては、例えばエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)系、ポリエステル系、ポリアミド系、熱可塑性エラストマー系、ポリオレフィン系などが挙げられる。ポリアミド系ホットメルト接着剤としてはHenkel社製のマクロメルトシリーズ等がある。この発明においては、熱可塑性エラストマー系ホットメルト接着剤が好ましく、例えば、シェル化学社製カリフレックスTR及びクレイトンシリーズ、旭化成社製タフプレン、Firestone Synthetic Rubber and Latex社製タフデン、Phillips Petroleum社製ソルプレン400シリーズなどがある。
ポリオレフィン系ホットメルト接着剤としては住友化学社製スミチック、チッソ石油化学製ビスタック、三菱油化製ユカタック、Henkel社製マクロメルトシリーズ、三井石油化学社製タフマー、宇部レキセン社製APAO、イーストマンケミカル社製イーストボンド、ハーキュレス社製A−FAX等がある。この発明では、好ましくは反応型ホットメルト接着剤として、a)湿気硬化型ホットメルト接着剤、b)弾性エポキシ接着剤、c)光硬化型接着剤を用いることが好ましい。
湿気硬化型の材料は特開2000−036026、特開2000−219855、特開2000−211278、特開2002−175510で開示されている。光硬化型接着剤として特開平10−316959、特開平11−5964等が開示されている。
a)湿気硬化型ホットメルト接着剤の1例として、分子末端にイソシアネート基含有ウレタンポリマーを主成分とし、このイソシアネート基が水分と反応して架橋構造を形成するものがある。湿気硬化型接着剤としては、例えば住友スリーエム社製TE030、TE100、日立化成ポリマー社製ハイボン4820、カネボウエヌエスシー社製ボンドマスター170シリーズ、Henkel社製Macroplast QR 3460等があげられる。また、湿気硬化型接着剤は素材の安全性から遊離MDI量が1.0%以下の物を使用することが好ましい。
b)弾性エポキシ接着剤として、例えば、低温時の硬化性を得るために特開昭63−63716に開示されるような、エポキシ樹脂とメルカプタン系硬化剤との組み合わせからなるエポキシ樹脂組成物や、複素環状ジアミン硬化剤との組み合わせからなるエポキシ樹脂組成物が用いられてきた。また、高強度を得るためには芳香族ポリアミン硬化剤との組み合わせからなるエポキシ樹脂が用いられてきた。作業環境特性、支持体との接着性、接着安定性を得るために特開平10−120764に開示されているような、ビスフェノール型エポキシ樹脂とアミン系硬化剤としてポリアミドアミン、芳香族変性アミン、及び脂肪族変性ポリアミンとの組み合わせによりエポキシ樹脂組成物が用いられている。また、特開2000−229927には、エポキシ樹脂とアミンイミド化合物系硬化剤との組み合わせからなる硬化速度が早いエポキシ樹脂が挙げられている。特開平6−87190、特開平5−295272には特殊変性シリコーンプレポリマーを硬化剤と用いた記載がされており樹脂の柔軟性を改良した材料が開示されている。
この発明で用いることができる弾性エポキシ接着剤とは、例えば、セメダイン株式会社製、セメダインEP−001、株式会社スリーボンド社製、3950シリーズ、3950,3951,3952、コニシ株式会社製ボンドMOSシリーズ、MOS07、MOS10、東邦化成工業株式会社ウルタイト1500シリーズ、ウルタイト1540等を用いることが好ましい。
c)光硬化型接着剤としては、光硬化型の公知の接着剤であれば特に制限はないが好ましくは、1)エポキシ基を1分子内に2個以上含んだ化合物、2)10〜150℃の温度でカチオンを発生する化合物を少なくとも含む接着剤を用いることが好ましい。カチオン重合により高分子化の起こるタイプ(主にエポキシタイプ)のエポキシタイプの紫外線硬化性プレポリマー、モノマーは、1分子内にエポキシ基を2個以上含有するプレポリマーを挙げることができる。このようなプレポリマーとしては、例えば、脂環式ポリエポキシド類、多塩基酸のポリグリシジルエステル類、多価アルコールのポリグリシジルエーテル類、ポリオキシアルキレングリコールのポリグリシジルエーテル類、芳香族ポリオールのポリグリシジルエーテル類、芳香族ポリオールのポリグリシジルエーテル類の水素添加化合物類、ウレタンポリエポキシ化合物類及びエポキシ化ポリブタジエン類等を挙げることができる。これらのプレポリマーは、その一種を単独で使用することもできるし、また、その二種以上を混合して使用することもできる。エポキシ基を1分子内に2個以上有するプレポリマーの含有量は70重量%以上であるのが好ましい。
カチオン重合性組成物中に含有されるカチオン重合性化合物としては、他に例えば下記の(1)スチレン誘導体、(2)ビニルナフタレン誘導体、(3)ビニルエーテル類及び(4)N−ビニル化合物類を挙げることができる。(1)スチレン誘導体は、例えばスチレン、p−メチルスチレン、p−メトキシスチレン、β−メチルスチレン、p−メチル−β−メチルスチレン、α−メチルスチレン、p−メトキシ−β−メチルスチレン等、(2)ビニルナフタレン誘導体は、例えば1−ビニルナフタレン、α−メチル−1−ビニルナフタレン、β−メチル−1−ビニルナフタレン、4−メチル−1−ビニルナフタレン、4−メトキシ−1−ビニルナフタレン等、(3)ビニルエーテル類は、例えばイソブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、p−メチルフェニルビニルエーテル、p−メトキシフェニルビニルエーテル、α−メチルフェニルビニルエーテル、β−メチルイソブチルビニルエーテル、β−クロロイソブチルビニルエーテル等、(4)N−ビニル化合物類は、例えばN−ビニルカルバゾール、N−ビニルピロリドン、N−ビニルインドール、N−ビニルピロール、N−ビニルフェノチアジン、N−ビニルアセトアニリド、N−ビニルエチルアセトアミド、N−ビニルスクシンイミド、N−ビニルフタルイミド、N−ビニルカプロラクタム、N−ビニルイミダゾール等。
上記カチオン重合性化合物のカチオン重合性組成物中の含有量は1〜97重量%が好ましくは、より好ましくは30〜95重量%である。活性光線を用いる場合、水銀灯、UVランプ、キセノン等の光源により、100mj〜500mjの露光で硬化し用いることができる。開始剤としてはカチオン系重合開始剤が好ましく、特に10〜150℃の温度でカチオンを発生する化合物が好ましい。具体的には芳香族オニウム塩を挙げることができる。この芳香族オニウム塩として、周期表第Va族元素の塩たとえばホスホニウム塩(たとえばヘキサフルオロリン酸トリフェニルフェナシルホスホニウムなど)、第VIa族元素の塩たとえばスルホニウム塩(たとえばテトラフルオロホウ酸トリフェニルスルホニウム、ヘキサフルオロリン酸トリフェニルスルホニウム、ヘキサフルオロリン酸トリス(4−チオメトキシフェニル)、スルホニウムおよびヘキシサフルオロアンチモン酸トリフェニルスルホニウムなど)、及び第VIIa族元素の塩たとえばヨードニウム塩(たとえば塩化ジフェニルヨードニウムなど)を挙げることができる。
このような芳香族オニウム塩をエポキシ化合物の重合におけるカチオン重合開始剤として使用することは、米国特許第4,058,401号、同第4,069,055号、同第4,101,513号および同第4,161,478号公報に詳述されている。又特開2000−10271、機能材料(1995年5月号Vol.13,No.5 P.5〜11)記載等の熱酸発生剤を用いることもできる。
具体的には、三新化学工業株式会社製サンエイドSIシリーズのサンエイドSI−60L(熱カチオン発生温度90℃)、SI−80L(熱カチオン発生温度110℃)、SI−100L(熱カチオン発生温度120℃)、みどり化学株式会社製、NDI105(熱カチオン発生温度100℃)、NB−101(熱カチオン発生温度110℃)等を使用でき、接着剤の固形分中に0.1〜30重量%添加することが好ましく、より好ましくは0.5〜20重量%である。
以下、実施例を挙げて、この発明を詳細に説明するが、この発明の態様はこれに限定されない。尚、以下において「部」は「重量部」を示す。
(ICカード用接着剤1〜接着剤4の作成)
<接着剤1>
Henkel社製Macroplast QR3460(湿気硬化型ホットメルト接着剤(2%弾性率15kg/mm2、湿気硬化型接着剤))を使用した。
<接着剤2>
積水化学工業社製エスダイン2013MK(湿気硬化型ホットメルト接着剤(2%弾性率53kg/mm2、湿気硬化型接着剤))を使用した。
<接着剤3>
2液硬化型弾性エポキシ接着剤:東邦化成工業株式会社製ウルタイト1540セット(硬化後、2%弾性率0.4%、)を用いた主剤と硬化剤を使用した。
<接着剤4>
信越化学社製セミコート220H(2%弾性率300kg/mm2)を使用した。
[ICモジュールの作製]
(密着剤1〜4の作成)
<密着剤1>
2液硬化型弾性エポキシ接着剤:東邦化成工業株式会社製
ウルタイト1540セット(硬化後、2%弾性率0.4%、)を用いた主剤と硬化剤を使用した。
<密着剤2>
スリーボンド本剤2002H/硬化剤2105F(硬化後2%弾性率0.05%)を用いた主剤と硬化剤を使用した。
<密着剤3>
アロンアルファGEL−10(2%弾性率60kg/mm2、東亜合成株式会社製)を使用した。
<密着剤4>
セミコート220H(2%弾性率300kg/mm2、信越化学社製)を使用した。
[モジュール構造体の作成]
表1に記載の組成でアンテナと回路基板の樹脂接合剤(ACP,NCP)を作成し、その材料を用い下記の方法で各構造体を有するICモジュールを作成した。
(モジュール構造1作成(図2))
エッチングによりアンテナパターンの形成された表2記載のアンテナフィルム支持体(ICモジュール支持体)に、表2記載の厚み及び形状のICチップを表2記載のACP(導電性接合剤ペースト)及びNCP(非導電性ペースト)のいずれかを20μ厚みで接合し、表2記載の厚み及び形状の補強板(SUS301からなる)を回路面と反対側に表2記載の密着剤を10μの厚さになるようポッティングしチップを封止するよう加圧接着した。表2に記載したようなモジュール1〜10、19および44〜47を作成した。
(モジュール構造2作成(図4))
密着剤をチップを封止しない程度に密着させた以外は、モジュール構造1と同様にし作成した。表2に記載したようなモジュール11〜18および20を作成した。
(モジュール構造3作成(図6))
エッチングによりアンテナパターンの形成された表2記載のアンテナフィルム支持体(ICモジュール支持体)に、表2記載の厚み及び形状ICチップを表2記載のACP(導電性接合剤ペースト)及びNCP(非導電性ペースト)のいずれかを20μ厚みで接合し、表2記載の厚み及び形状の第1の補強板(SUS301からなる)を回路面と反対側に表2記載の密着剤を10μの厚さになるようポッティングしチップを封止するよう加圧接着した。
ついで第1の補強板の上に表2記載の厚み及び形状の第2の補強板(SUS301からなる)を表2記載の密着剤により第2の補強板面積より大きくなり厚み10μになるようポッティングしチップを封止するよう加圧接着させ表2に記載したようなモジュール21〜30、32〜34、39〜41および43を作成した。
(モジュール構造4作成(図8))
密着剤をチップを封止しない程度に密着させた以外は、モジュール構造3と同様にし作成した。表2に記載したようなモジュール31を作成した。
(モジュール構造5―1作成(図12))
第1,2の補強板を5mmφの円形にし、ICチップを120μmにした以外は、モジュール構造3と同様にし作成した。表2に記載したようなモジュール35を作成した。
(モジュール構造5―2作成(図10))
第1の補強板を4mmφの円形にし、ICチップを120μmにした以外は、モジュール構造3と同様にし作成した。表2に記載したようなモジュール36〜38を作成した。
(モジュール構造6作成(図11))
第2の補強板を3mm×3mm角にした以外は、モジュール構造4と同様にし作成した。表2に記載したようなモジュール42を作成した。
(モジュール構造7作成(図15))
エッチングによりアンテナパターンの形成された厚み250μの透明PET支持体に、表2記載の厚み及び形状のICチップを厚み110μmの4×5mm角板状のリードフレーム金属板上に回路面と反対側を、表2記載の密着剤を表2記載の厚さになるようポッティングしチップ密着させ、ワイヤーボンディングにより回路とリードフレームを電気的に接続した後、封止するよう表2記載の密着剤をさらにICチップ上に80μmとなるようポッティングしICチップを封止した。ついでアンテナを形成した透明PETにチップ封止部を嵌合しリードフレームとアンテナを表2記載のACP(導電性接合剤ペースト)及びNCP(非導電性ペースト)のいずれかを20μ厚みで接合し表2記載のICモジュール48〜51を得た。
(モジュール構造8作成(図16))
50μmφの銅線アンテナに厚み180μm、3×3mm表2記載の厚み及び形状のICチップのバンプを電気的に直接接続し、SUS301からなる表2記載の厚み及び形状の第1の補強板を回路面と反対側に表2記載の密着剤を10μの厚さになるようポッティングしチップを加圧接着した。ついで第1の補強板の上にSUS301からなる表2記載の厚み及び形状の第2の補強板を表2記載の密着剤により厚み10μになるようポッティングしチップを加圧接着した。ついで厚み50μmの不織布支持体上に補強板とアンテナを密着させ表2記載のICモジュール52を得た。

(表面カード支持体の作成)
表面シートとして帝人デュポンフィルム株式会社製U2L98W−188低熱収縮グレードを使用した。支持体表シート188μmに下記組成物からなるクッション層、受像層を順次塗工乾燥してなる第2シート部材(表面シート2)を形成した。
(光硬化型クッション層)
膜厚8.0μmウレタンアクリレートオリゴマー(新中村化学社製:NKオリゴUA512)
55部
ポリエステルアクリレート(東亞合成社製:アロニックスM6200)
15部
ウレタンアクリレートオリゴマー(新中村化学社製:NKオリゴUA4000)
25部
ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(チバ・スペシャリティー・ケミカルズ:イル
ガキュア184) 5部
メチルエチルケトン 100部
塗布後の活性光線硬化性化合物は、90℃/30secで乾燥を行い、次いで水銀灯(300mJ/cm2)で光硬化を行った。
(受像層)
上記クッション層上に下記組成の第1受像層形成用塗工液、第2受像層形成用塗工液及び第3受像層形成用塗工液をこの順に塗布乾燥して、それぞれの厚みが0.2μm、2.5μm、0.5μmになるように積層することにより受像層を形成した。
〈第1受像層形成用塗工液〉
ポリビニルブチラール樹脂 9部
〔積水化学工業(株)製:エスレックBL−1〕
イソシアネート 1部
〔日本ポリウレタン工業(株)製:コロネートHX〕
メチルエチルケトン 80部
酢酸ブチル 10部
〈第2受像層形成用塗工液〉
ポリビニルブチラール樹脂 6部
〔積水化学工業(株)製:エスレックBX−1〕
金属イオン含有化合物(化合物MS) 4部
メチルエチルケトン 80部
酢酸ブチル 10部
〈第3受像層形成用塗工液〉
ポリエチレンワックス 2部
〔東邦化学工業(株)製:ハイテックE1000〕
ウレタン変性エチレンアクリル酸共重合体 8部
〔東邦化学工業(株)製:ハイテックS6254〕
メチルセルロース〔信越化学工業(株)製:SM15〕 0.1部
水 90部
(フォーマット印刷層からなる情報坦持体形成)
受像層上にオフセット印刷法により、フォーマット印刷(従業員証、氏名)を行った。印刷インキはUV硬化型墨インキ(絶縁性インキ)を用いた。印刷時のUV照射条件は、高圧水銀灯で200mj相当であった。
(透明樹脂層形成)
透明オーバープリント用UV硬化型インキ(絶縁性インキ)印刷インキを用い、オフセット印刷法により受像層上又は上記フォーマット印刷上に印刷を行った。印刷時のUV照射条件は、高圧水銀灯で200mj相当であった。
(第1のシート部材の作成)
裏面シート基材として帝人デュポンフィルム株式会社製U2L98W−188μm低熱収グレード上に第1筆記層形成用塗工液、第2筆記層形成用塗工液及び第3筆記層形成用塗工液をこの順に塗布乾燥して、それぞれの厚みが5μm、15μm、0.2μmになる様に積層することにより筆記層を形成した。
〈第1筆記層形成用塗工液〉
ポリエステル樹脂〔東洋紡績(株)製:バイロン200〕 8部
イソシアネート 1部
〔日本ポリウレタン工業(株)製:コロネートHX〕
カーボンブラック 微量
二酸化チタン粒子〔石原産業(株)製:CR80〕 1部
メチルエチルケトン 80部
酢酸ブチル 10部
〈第2筆記層形成用塗工液〉
ポリエステル樹脂 4部
〔東洋紡績(株)製:バイロナールMD1200〕
シリカ 5部
二酸化チタン粒子〔石原産業(株)製:CR80〕 1部
水 90部
〈第3筆記層形成用塗工液〉
ポリアミド樹脂〔三和化学工業(株)製:サンマイド55〕 5部
メタノール 95部
(筆記層へのフォーマット印刷層の形成)
該筆記層上に樹脂凸印刷法により、樹脂凸印刷(罫線、緊急連絡先)を行い フォーマット印刷済第1シート部材(塗布型筆記シート1)を作成した。印刷インキはUV墨インキを用いた。印刷時のUV照射条件は、高圧水銀灯で200mj相当であった。
[ICカード用のシートの作成]
第19図はICカードの製造方法の一例を示す図である。ICカードの製造装置109には、第1のシート材101を送り出す送出軸110が設けられ、この送出軸110から送り出される第1のシート材101はガイドローラ111、駆動ローラ112に掛け渡されて供給される。送出軸110とガイドローラ111間には、アプリケーターコーター113が配置されている。アプリケーターコーター113は接着剤層102aを所定の厚さでシートに塗工する。
また、ICカードの製造装置109には、第2のシート材104を送り出す送出軸114が設けられ、この送出軸114から送り出される第2のシート材104はガイドローラ115、駆動ローラ116に掛け渡されて供給される。送出軸114とガイドローラ115間には、アプリケーターコーター117が配置されている。アプリケーターコーター117は接着剤層102bを所定の厚さでシートに塗工する。
接着剤が塗工された第1のシート材と、第2のシート材とは離間して対向する状態から接触して搬送路118に沿って搬送される。第1のシート材と、第2のシート材の離間して対向する位置には、ICモジュール103が挿入される。ICモジュール103は単体あるいはシートやロール状で複数で供給される。ICカードの製造装置109の搬送路118中には、第1のシート材と、第2のシート材の搬送方向に沿って、加熱ラミネート部119、切断部120が配置される。加熱ラミネートは真空加熱ラミネートであることが好ましい。又加熱ラミネート部119の前には保護フィルム供給部を設けても良く、搬送路118の上下に対向して配置されるのが好ましい。加熱ラミネート部119は、搬送路118の上下に対向して配置される平型の加熱ラミネート上型121と加熱ラミネート下型122とからなる。加熱ラミネート上型121と下型122は互いに接離する方向に移動可能に設けられている。加熱ラミネート部119を経た後は切断部にてシート材から所定の大きさにカットする。
(ICカード用シート1の作成)
第19図のカード製造装置を使用し、裏カード支持体及び表カード支持体として<基材1>を用いて作成した前記裏基材及び受像層を有する表基材を使用した。 受像層を有する表基材に接着剤1をTダイを使用して厚みが40μmになるように塗工し、裏基材に接着剤1をTダイを使用して貼り合わせ後のシート全厚が厚みが760μmになるように厚み調整し塗工し表基材にICモジュール1を受像層側にICモジュールのICチップが実装されていない支持体面となるように載置し上下のシートで挟み込み70℃で1分間ラミネートして作製した。このように作成されたICカード用シートの厚みは760μmであった。作製後は25℃50%RHの環境化で7日間保存した。
[打ち抜き]
このように作成された、ICカード用のシートを、以下のICカードを打ち抜き金型装置によって、打ち抜き加工を施した。
第20図は打抜金型装置の全体概略斜視図であり、第21図は打抜金型装置の主要部の正面端面図である。この打抜金型装置は、上刃210及び下刃220を有する打抜金型を有する。そして、上刃210は、外延の内側に逃げ241が設けられた打抜用ポンチ211を含み、下刃220は、打抜用ダイス221を有する。打抜用ポンチ211を、打抜用ダイス221の中央に設けられたダイス孔222に、下降させることにより、ダイス孔222と同じサイズのICカードを打ち抜く。また、このために、打抜用ポンチ211のサイズは、ダイス孔222のサイズより若干小さくなっている。
[個人認証用カードへの個人情報記載方法及び表面保護方法]
打ち抜き加工を施したICカードに下記により顔画像と属性情報とフォーマット印刷を設けた個人認証カードの作成を行った。
(昇華型感熱転写記録用のインクシートの作成)
裏面に融着防止加工した厚さ6μmのポリエチレンテレフタレートシートに下記組成のイエローインク層形成用塗工液、マゼンダインク層形成用塗工液、シアンインク層形成用塗工液を各々の厚みが1μmになる様に設け、イエロー、マゼンダ、シアンの3色のインクシートを得た。
〈イエローインク層形成用塗工液〉
イエロー染料(三井東圧染料(株)製MS Yellow) 3部
ポリビニルアセタール 5.5部
〔電気化学工業(株)製:デンカブチラールKY−24〕
ポリメチルメタアクリレート変性ポリスチレン 1部
〔東亜合成化学工業(株)製:レデダGP−200〕
ウレタン変性シリコンオイル 0.5部
〔大日精化工業(株)製:ダイアロマーSP−2105〕
メチルエチルケトン 70部
トルエン 20部
〈マゼンタインク層形成用塗工液〉
マゼンダ染料(三井東圧染料(株)製MS Magenta) 2部
ポリビニルアセタール 5.5部
〔電気化学工業(株)製:デンカブチラールKY−24〕
ポリメチルメタアクリレート変性ポリスチレン 2部
〔東亜合成化学工業(株)製:レデダGP−200〕
ウレタン変性シリコンオイル 0.5部
〔大日精化工業(株)製:ダイアロマーSP−2105〕
メチルエチルケトン 70部
トルエン 20部
〈シアンインク層形成用塗工液〉
シアン染料(日本化薬(株)製カヤセットブルー136) 3.0部
ポリビニルアセタール 5.6部
〔電気化学工業(株)製:デンカブチラールKY−24〕
ポリメチルメタアクリレート変性ポリスチレン 1部
〔東亜合成化学工業(株)製:レデダGP−200〕
ウレタン変性シリコンオイル 0.5部
〔大日精化工業(株)製:ダイアロマーSP−2105〕
メチルエチルケトン 70部
トルエン 20部
(溶融型感熱転写記録用のインクシートの作成)
裏面に融着防止加工した厚さ6μmのポリエチレンテレフタレートシートに下記組成のインク層形成用塗工液を厚みが2μmになる様に塗布乾燥してインクシートを得た。
〈インク層形成用塗工液〉
カルナバワックス 1部
エチレン酢酸ビニル共重合体 1部
〔三井デュポンケミカル社製:EV40Y〕
カーボンブラック 3部
フェノール樹脂〔荒川化学工業(株)製:タマノル521〕 5部
メチルエチルケトン 90部
(顔画像の形成)
受像層と昇華型感熱転写記録用のインクシートのインク側を重ね合わせインクシート側からサーマルヘッドを用いて出力0.23W/ドット、パルス幅0.3〜4.5m秒、ドット密度16ドット/mmの条件で加熱することにより画像に階調性のある人物画像を受像層に形成した。この画像においては上記色素と受像層のニッケルが錯体を形成している。(文字情報の形成)
OPニス部と溶融型感熱転写記録用のインクシートのインク側を重ね合わせインクシート側からサーマルヘッドを用いて出力0.5W/ドット、パルス幅1.0m秒、ドット密度16ドット/mmの条件で加熱することにより文字情報をOPニス上に形成した。
[表面保護方法]
上記のように個人認証用カードへの個人情報記載したあと、下記の表面保護材料を用い更に表面保護層を形成した
[表面保護層形成方法]
[活性光線硬化型転写箔の作成]
0.1μmのフッ素樹脂層の離型層を設けた厚み25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムー2の離型層上に下記組成物を積層し活性光線硬化型転写箔の作成を行った。
(活性光線硬化性化合物)
新中村化学社製 A−9300/新中村化学社製 EA−1020=35/11.75部反応開始剤
イルガキュア184日本チバガイギー社製 5部
下記合成例(*)に基づき作成された樹脂1 48部
(*)窒素気流下の三ツ口フラスコに、メタアクリル酸メチル73部、スチレン15部、メタアクリル酸12部とエタノール500部、α、α´-アゾビスイソブチロニトリル3部を入れ、窒素気流中80℃のオイルバスで6時間反応させた。その後、トリエチルアンモニウムクロライド3部、グリシジルメタクリレート1.0部を加え、3時間反応させ目的のアクリル系共重合体の合成バインダー(樹脂1)を得た。 分子量は17000、酸価32であった。
その他の添加剤
大日本インキ界面活性剤F−179 0.25部
塗布後の活性光線硬化性樹脂は、90℃/30sec.で乾燥を行い、ついで水銀灯(300mJ/cm2)で光硬化を行った。
〈中間層形成塗工液〉 膜厚1.0μm
ポリビニルブチラール樹脂
〔積水化学(株)製:エスレックBX−1〕 3.5部
タフテックスM−1913(旭化成) 5部
硬化剤 ポリイソシアネート[コロネートHX 日本ポリウレタン製]
1.5部
メチルエチルケトン 90部
塗布後硬化剤の硬化は、50℃、24時間で行った。
〈接着層形成塗工液〉 膜厚0.5μm
ウレタン変性エチレンエチルアクリレート共重合体〔東邦化学工業(株)製:ハイテックS6254B〕 8部
ポリアクリル酸エステル共重合体〔日本純薬(株)製:ジュリマーAT510〕
2部
水 45部
エタノール 45部
さらに画像、文字が記録された前記受像体上に前記構成からなる活性光線硬化型転写箔1を用いて表面温度200℃に加熱した、直径5cmゴム硬度85のヒートローラーを用いて圧力150kg/cm2で1.2秒間熱をかけて転写を行なった。
[評価]
<繰り返し曲げ試験>
JIS K6404−6の揉み試験装置を用い、チップ上をクランプし振幅50mm、間隙30mm、120回/分で繰り返し曲げを100回行った。試験後動作および変形、破損を確認した。
A・・・変形・剥離なく変化なし
B・・・変形・剥離なく問題ないが痕跡が残っている
C・・・剥離破損はないが変形している
D・・・変形・剥離破損あり
<点圧強度試験>
先端直径1mmの鋼球で1kg荷重をICチップの回路面、非回路面それぞれ硬度50のゴムシート上で200回かけた。試験後動作および変形、破損を確認した。
A・・・変形・剥離なく変化なし
B・・・変形・剥離なく問題ないが痕跡が残っている
C・・・剥離破損はないが変形している
D・・・変形・破損あり
<衝撃試験>
JIS K5600‐5−3の落体式衝撃試験機を用い、内径27mmの穴の空いた受け台にICチップが中心にくるようにカードを上下より挟んで強固に固定し、先端直径20mm、重さ100g重の重り(S45C鋼)を10cmの高さより受け台中心のICチップ上に自由落下させた。試験後動作および変形、破損を確認した。
A・・・変形・剥離なく変化なし
B・・・変形・剥離なく問題ないが痕跡が残っている
C・・・剥離破損はないが変形している
D・・・変形・剥離破損あり
<印字性試験>
作成したカードに昇華画像を印画し、かすれ具合を評価した。
A・・・問題なく印画できる
B・・・一部濃度が低下する部分があるが判別できるレベルである
C・・・一部濃度が低下し判別できないレベルである
D・・・完全に色抜けする部分がある
個人認証用カードへの個人情報記載方法及び表面保護層を設けた仕上がりカードの評価結果を表3に示す。
耐久性を改善し、なお且つ表面性を高い次元で改善することが可能であり、偽造、変造防止等の安全性(セキュリティ)が要求される個人情報等を記憶する非接触式の電子カード等のICカード及びICカードの製造方法に適用できる。
また本発明の構成により、以下のような効果を有する。
外部からの応力に対して内部で応力を分散させ、接合部に負荷をかけずに断線などによる通信不良を低減することができる。
また補強板を1枚設けたものに比べ2枚にすることで極めて高いレベルで応力を分散させICチップを破壊より守ることができる。
また、前記第1の補強板が、前記ICチップの面積及び外周より大きく、前記第2の補強板が、前記第1の補強板の面積及び外周より大きいことにより、一番大きい第2補強板に曲げたり、押したりしたときの荷重がかかりやすいため、ICチップの耐久性が向上する。
また、前記第2の補強板より前記密着剤の面積及び外周が大きく、前記ICチップが前記密着剤で封止されていることにより、空隙がなくなり耐久性が向上し、凹凸性が低下してモジュール支持体上になだらかにICチップ部分が形成されることになり、平滑なカード表面を得ることができる。
さらに、ICチップと前記補強板とが、2%弾性率が0.1以上55kg/mm2以下の密着剤樹脂を介し固定され、2%弾性率が55.0kg/mm2以下になると応力を吸収するのに優れ、ICチップをより破損から守り、0.1kg/mm2以上になると、自己支持性がより向上し、補強板との一体化が向上し、ICチップ破損防止効果が高い。
また、ICチップの厚みと密着剤の厚みを規定すること、アンテナが形成されるモジュール支持体の厚みとICモジュールのICチップ部の最大厚みを規定することで、耐久性を改善することができる。
また、補強板の重心位置とICチップの重心位置が略同一で、補強板形状が、第1の補強板が金属よりなり円形または正方形、第2の補強板が金属よりなり正方形であることで、第1の補強板と第2の補強板で重心がずれていても良いが、最外層の補強板が重心よりより離れたところにあるほど、曲げ変形等の外部応力が加わったとき最外層が破壊されやすくなるため、略同一の補強板重心であることでその結果ICチップを保護できる。

Claims (17)

  1. アンテナ、ICチップを有するICモジュールがモジュール支持体上に支持されてなり、前記ICモジュールを第1のシート材と第2のシート材の間に挟み込み接着剤により一体化したICカードであり、
    前記ICチップの回路面と反対側に、密着剤を介して補強板を具備し、
    前記ICチップの回路面側と、前記モジュール支持体上に形成された前記アンテナが、2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分を含む樹脂接合剤を介して電気的に接続していることを特徴とするICカード。
  2. 前記樹脂接合剤は、非導電性樹脂組成物であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のICカード。
  3. 前記樹脂接合剤は、異方性導電性樹脂組成物であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のICカード。
  4. 前記補強板は、少なくとも第1の補強板、第2の補強板から構成され、
    前記ICチップの回路面と反対側に前記密着剤を介して前記第1の補強板、さらに前記密着剤を介して前記第2の補強板が隣接してこの順に具備されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のICカード。
  5. 前記第1の補強板が、前記ICチップの面積及び外周より大きく、
    前記第2の補強板が、前記第1の補強板の面積及び外周より大きいことを特徴とする請求の範囲第4項に記載のICカード。
  6. 前記第2の補強板より前記密着剤の面積及び外周が大きく、
    前記ICチップが前記密着剤で封止されていることを特徴とする請求の範囲第4項に記載のICカード。
  7. 前記密着剤の2%弾性率が0.1以上55kg/mm2以下であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のICカード。
  8. 前記第2のシート材において前記第1のシート材と対向していない面に受像層、前記第1のシート材において前記第2のシート材と対向していない面に筆記層を有し、
    前記ICモジュール支持体における前記ICモジュールが載置された面が、前記第1のシート材に対向し、前記ICモジュール支持体における前記ICモジュールが載置されていない面が、前記第2のシート材に対向することを特徴とする請求の範囲第1項に記載のICカード。
  9. 前記受像層に氏名、顔画像からなる個人識別情報が溶融熱転写、または昇華熱転写で設けられることを特徴とする請求の範囲第8項に記載のICカード。
  10. 前記ICチップの厚みが30μm以上190μm以下、前記密着剤の厚みが1μm以上50μm以下とされていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のICカード。
  11. 前記モジュール支持体が10μm以上50μm以下で前記ICモジュールのICチップ部の最大厚みが350μm以下であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のICカード。
  12. 前記第1の補強板および第2補強板の重心位置、および前記ICチップの重心位置が略同一で、前記第1の補強板が金属よりなり円形または正方形、第2の補強板が金属よりなり正方形であることを特徴とする請求の範囲第4項に記載のICカード。
  13. 前記ICチップは、少なくともシリコン基板、半導体層、回路形成層、および保護層が順次積層されてなることを特徴する請求の範囲第1項に記載のICカード。
  14. モジュール支持体上に設けたアンテナにICチップの回路面側と、前記モジュール支持体上に形成された前記アンテナとを、2%弾性率が0.1〜80kgf/mm2からなる樹脂成分を含む樹脂接合剤を介して電気的に接続し、
    前記ICチップの回路面と反対側に密着剤をポッティングで設けて補強板を加圧加熱密着させてICモジュールを作成し、
    対向する第1のシート材と第2のシート材間の所定の位置に前記作成したICモジュールを載置し、接着剤を充填し加圧密着することを特徴とするICカードの製造方法。
  15. 前記樹脂接合剤は、非導電性樹脂組成物であることを特徴とする請求の範囲第14項に記載のICカードの製造方法。
  16. 前記樹脂接合剤は、異方性導電性樹脂組成物であることを特徴とする請求の範囲第14項に記載のICカードの製造方法。
  17. 前記接着剤の2%弾性率が1〜90kg/mm2であることを特徴とする請求の範囲第14項に記載のICカードの製造方法。
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