JP2002304613A - 非接触型icカードおよびその製造方法 - Google Patents

非接触型icカードおよびその製造方法

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JP2002304613A JP2001104876A JP2001104876A JP2002304613A JP 2002304613 A JP2002304613 A JP 2002304613A JP 2001104876 A JP2001104876 A JP 2001104876A JP 2001104876 A JP2001104876 A JP 2001104876A JP 2002304613 A JP2002304613 A JP 2002304613A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カードの表面を平滑にすることができる非接触
型ICカードおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】ICカード用基板2と、ICカード用基板
2の少なくとも一方の面上に搭載されたICチップ11
を含むICカード用電子回路部品11,20と、ICカ
ード用基板2の他方の面上に形成され、当該ICカード
用基板2を挟んでICチップ11に対向する部分に開口
を有する第1の段差緩和層4と、ICカード用基板2と
第1の段差緩和層4の外側に位置する保護層5,6とが
一体構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ICチップを内蔵
する非接触型ICカードおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、情報処理の効率化やセキュリティ
ーの観点から、データの記録、処理を行う半導体素子
(ICチップ)を搭載したICカードが普及しつつあ
る。このようなICカードは、例えば、通行券、プリペ
イドカード、乗車券、入場券、IDカード、遊戯カー
ド、ポイントカード、銀行カード、クレジットカード、
電話カード、搭乗券等として使用される。
【0003】ICカードは、カードの外部端子と外部処
理装置の端子とを接続してデータの送受信を行う接触方
式のICカードと、電磁波でデータの送受信を行うアン
テナコイルとデータ処理のための半導体素子を内蔵し、
外部処理装置との間の読み書きをいわゆる無線方式で実
現でき、IC回路の駆動電力が電磁誘導で供給され、バ
ッテリを内蔵しない非接触方式のICカード(非接触型
ICカード)とが開発されている。
【0004】上記のうち非接触型ICカードは、一般に
樹脂基板と、樹脂基板上に設けられた金属製アンテナコ
イルと、アンテナコイルに接続されたICチップとを備
えている。
【0005】非接触型ICカードに対して読み取り機側
から電磁波が発せられると、アンテナコイルに誘導電圧
が発生し、ICチップを作動させるようになっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
非接触型ICカードにおいて、ICカードをラミネート
により形成する際、カードの表面が平滑にならず、IC
チップまたはICモジュールを内蔵している場所の厚み
が、周囲より厚くなってしまうという問題があった。
【0007】ICチップを内蔵している場所の厚みが周
囲より大きいと、ICチップの位置が特定されやすくな
ってしまい、セキュリティ上問題があった。
【0008】また、カードの表面が平滑でないことか
ら、カードを重ねた際に傾きが大きいため発券時などに
搬送不良が起こりやすいという問題があった。
【0009】さらに、カードの厚みにムラがあることに
より、カード形成後の印刷が不良になる場合があり、通
信特性検査で良品とされた非接触型ICカードが印刷ミ
スにより不良となってしまい、内部の高価なICチップ
が無駄になってしまうという問題があった。
【0010】上記の問題を解決する一方法として、本出
願人は、平成12年に出願した特願第2000−065
445号において、アンテナコイル上にICチップを保
護するバッファ層を設ける非接触型データキャリアを提
供している。
【0011】本発明は上記発明のさらなる改良案を提供
するものであり、従って、本発明は、カードの表面を平
滑にすることができる非接触型ICカードおよびその製
造方法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の非接触型ICカードは、ICカード用基板
と、前記基板の少なくとも一方の面上に搭載されたIC
チップを含むICカード用電子回路部品と、前記基板の
他方の面上に形成され、当該基板を挟んで前記ICチッ
プに対向する部分に開口を有する第1の段差緩和層と、
前記基板と前記第1の段差緩和層の外側に位置する保護
層とが一体構成されている。
【0013】好適には、前記基板の一方の面上に形成さ
れ、前記ICチップに対応する部分に当該ICチップを
収容する開口を有する第2の段差緩和層をさらに有す
る。
【0014】例えば、前記第1の段差緩和層は接着シー
トにより形成されている。また、例えば、前記第2の段
差緩和層は接着シートにより形成されている。
【0015】上記の本発明の非接触型ICカードによれ
ば、ICカード用基板の少なくとも一方の面上には、I
Cチップを含むICカード用電子回路部品が搭載されて
おり、ICカード用基板の他方の面上には、当該基板を
挟んでICチップに対向する部分に開口を有する第1の
段差緩和層を有していることから、ICチップ搭載部分
のカードの厚さを小さくすることができ、ICチップ搭
載部分がICカード表面において突出することはなくな
り、カードの表面を平滑にすることができる。
【0016】さらに、上記の目的を達成するため、本発
明の非接触型ICカードの製造方法は、ICカード用基
板の少なくとも一方の面上にICチップを含むICカー
ド用電子回路部品を搭載する工程と、前記基板の他方の
面上に、当該基板を挟んで前記ICチップに対向する部
分に開口を有する第1の段差緩和層を積層する工程と、
前記基板と前記第1の段差緩和層の外側に保護層を積層
し、前記基板、前記第1の段差緩和層、前記保護層の積
層体を形成する工程と、前記積層体をラミネートして一
体構成する工程とを有する。
【0017】好適には、前記基板の一方の面上に、前記
ICチップに対応する部分に当該ICチップを収容する
開口を有する第2の段差緩和層を積層する工程をさらに
有する。
【0018】例えば、前記第1の段差緩和層として、前
記開口を有する接着シートを積層する。また、例えば、
前記第2の段差緩和層として、前記開口を有する接着シ
ートを積層する。
【0019】上記の本発明の非接触型ICカードの製造
方法によれば、ICカード用基板の少なくとも一方の面
上にICチップを含むICカード用電子回路部品を搭載
し、ICカード用基板の他方の面上に、当該基板を挟ん
でICチップに対向する部分に開口を有する第1の段差
緩和層を積層してラミネートすることから、ICチップ
はICカード用基板とともに開口に嵌まることとなり、
ICチップ搭載部分のカードの厚さを小さくすることが
できることから、ICチップ搭載部分がICカード表面
において突出することはなくなり、カードの表面を平滑
にすることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の非接触型ICカ
ードの実施の形態について、図面を参照して説明する。
【0021】第1実施形態 図1(a)は、本実施形態に係る非接触型ICカードの
構成図を示すものであり、図1(b)は、図1(a)の
A−A’線における断面図である。
【0022】図1(a)および(b)に示すように、本
実施形態に係るICカード1は、5層のラミネート構造
であり、センターシート2の両面に接着シート3,4を
介してコアシート5,6が積層されている。ICカード
1の大きさは、非接触型ICカードの国際規格を満足す
るものであればよく、従って、例えば、縦が54mm、
横が85.6mm、厚さは0.76mm±10%の範囲
内であればよい。
【0023】センターシート2は、例えばアクリルニト
リル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリ
エチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフ
タレート(PEN)、アクリル樹脂、ポリカーボネート
(PC)、非晶質ポリエステル樹脂(例えば、イースト
マンコダック社製、「PET−G」など)、ポリ塩化ビ
ニル(PVC)、ポリプロピレン(PP)等のプラスチ
ック材料により構成されている。
【0024】図2にセンターシート2の平面図を示す。
センターシート2の表面上には、配線21とブリッジ線
22からなるループ状のアンテナコイル20が形成され
ており、アンテナコイル20に接続してICチップ11
が装着され、アンテナコイル20の交差部分には、交差
する配線21とブリッジ線22間を絶縁する絶縁層23
が形成されている。ICチップ11には、信号処理を行
うCPUやメモリ等が内蔵されており、その厚さは、例
えば300μm程度である。
【0025】図3に図2のB−B’線における断面図を
示す。図3に示すように、ICチップ11には接続端子
11a,11bが設けられており、センターシート2に
形成されたアンテナコイル20の接続端子21a,21
bと異方性導電フィルム24を介して、ICチップ11
とアンテナコイル20は電気的に接続されている。な
お、ICチップ11は、半導体素子等を用いたIC回路
とその他の電子部品を搭載した基板を、接続端子11
a,11bが露出するように、樹脂モールドして構成さ
れるICモジュールであってもよい。以下、ICチップ
11には、ICモジュールの意も含むものとする。
【0026】接着シート4には、ICチップ11の厚み
によるカード表面の段差を緩和するために、ICチップ
11が設けられたセンターシート2の裏面部分にICチ
ップ用孔4aが形成されており、当該ICチップ用孔4
aは、後のプレス時に接着シートが流れることを考慮し
て、ICチップ11の面積よりも一回り大きく形成され
ている。接着シート3,4は、例えば、ポリエステル樹
脂、エポキシ樹脂等を主成分としたシートにより構成さ
れ、その厚さは、カード形成後に上述した国際規格を満
足するものであれば特に限定はないが、ICチップの厚
さからくる段差を緩和するために例えば100μm〜2
00μm程度とすることができる。
【0027】コアシート5,6は、センターシートと同
様の材料を用いることができ、例えばアクリルニトリル
−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリエチ
レンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレ
ート(PEN)、アクリル樹脂、ポリカーボネート(P
C)、非晶質ポリエステル樹脂(例えば、イーストマン
コダック社製、「PET−G」など)、ポリ塩化ビニル
(PVC)、ポリプロピレン(PP)等のプラスチック
材料により構成されている。なお、図示はしないが、コ
アシート5,6のカード外側になる面には、印刷が施さ
れていてもよい。
【0028】図示はしないが、コアシート5,6の外側
にさらにオーバーシートを積層していてもよい。例えば
オーバーシートとして、非晶質ポリエステル樹脂(例え
ば、イーストマンコダック社製、「PET−G」な
ど)、ポリ塩化ビニル(PVC)等を用いることができ
る。また、非接触型ICカードが、データを磁気記録す
る磁気カードとしての機能も有する場合には、オーバー
シートには磁気テープが転写されている。
【0029】なお、センターシート2、接着シート3,
4、コアシート5,6は、全て融着性のある同一のシー
トとして、例えばポリ塩化ビニルや、共重合ポリエステ
ル等を使用してもよい。
【0030】本実施形態に係る非接触型ICカードによ
れば、接着シート4には、ICチップ11の厚みによる
カード表面の段差を緩和するために、ICチップ11が
搭載されたセンターシート2の裏面部分にICチップ用
孔4aが形成されていることから、ICチップ搭載部分
のカードの厚さを小さくすることができ、ICチップ搭
載部分がICカード表面において突出することはなくな
り、カードの表面を平滑にすることができる。従って、
ICカードのICチップ搭載部分における厚みが周囲と
均一になるため、ICチップの位置が特定されにくくな
り、非接触型ICカードの信頼性を向上させることがで
きる。また、ICカードの厚さの面内均一性を向上する
ことができることから、カードを重ねても傾きが少ない
ため、カード発券機での不良を防止することができ、非
接触型ICカードの取扱性を向上させることができる。
【0031】次に、上記の本実施形態に係る非接触型I
Cカードの製造方法について、図4に示すフローチャー
トを用いて説明する。
【0032】まず、上述した材料から構成されるセンタ
ーシート2の表面に、例えば導電性金属として銀粒子ま
たは銀粉を含有したポリエステル樹脂をバインダー成分
とする導電性ペーストを導電性インキとして使用し、ス
クリーン印刷により接続端子21a,21bとともに配
線21を形成する。
【0033】次に、後にブリッジ線を形成する部分に絶
縁性インキをスクリーン印刷して、絶縁層23を形成す
る。
【0034】次に、上述した導電性ペーストのスクリー
ン印刷によりブリッジ線22を形成してブリッジ線22
と配線21とを接続し、当該ブリッジ線22と配線21
とからなるアンテナコイル20を形成する(ステップS
T1)。ここで、コイルの材料や、抵抗値、巻き数等
は、ICチップ、リーダライタ、あるいは通信距離等の
仕様に合わせて設定することができる。
【0035】次に、アンテナコイル20の端部の接続端
子21a,21bに、異方性導電フィルム24を転写し
て、ICチップ11の接続端子11a,11bが下面に
くるように異方性導電フィルム24上に載置させ、上方
から熱により圧着して、ICチップ11をアンテナコイ
ル20に接続して固着させ、ICチップ11とアンテナ
コイル20とを電気的に接続する(ステップST2)。
【0036】異方性導電フィルム24は、例えば導電性
微粒子を接着剤に分散配合したもので、フィルム自体は
絶縁性であるが、フィルムを圧縮することにより導電性
微粒子相互が接触して導電性が顕在化するものである。
したがって、ICチップ11とアンテナコイル20の接
続端子が対向するように異方性導電フィルムを間に挟み
圧力をかけることにより、接続端子相互の接続とICチ
ップ11の接着を同時に行うことができる。また、接続
端子21a,21b相互間、および接続端子11a,1
1b相互間は絶縁性を保つことができる。
【0037】次に、上述した材料からなる接着シート
3,4を用意し、ICチップが搭載された面の裏面に形
成される接着シート4に、ICチップ11の搭載部分に
対応する位置にICチップ用孔4aを形成する。ICチ
ップ用孔4aの形成方法としては、金型を用いた打ち抜
き加工、座繰り加工(NC)あるいはレーザー加工等を
用いることができる。
【0038】また、上述した材料からなるコアシート
5,6を用意する。ここで、上述したように、センター
シート2、接着シート3,4、コアシート5,6の材料
および厚みは、ICチップの厚みにより任意に変化させ
ることが可能であるが、ラミネート後に非接触型ICカ
ードの国際規格を満足する必要があることから、厚さが
0.76mm±10%の範囲内、すなわち、0.684
mm〜0.836mmの範囲内にする必要がある。な
お、同一の材料、厚みであるとカード成形した際に反り
が生じにくくなるので好ましい。
【0039】次に、上記のセンターシート2、コアシー
ト5,6を接着シート3,4を介して積層させ、仮貼り
を行う(ステップST3)。この仮貼りの工程において
は、例えば、超音波ウェルダーを使用し、積層したシー
トの4隅を融着することにより積層したシートがずれな
い様に仮留めする。
【0040】次に、仮貼りした上記のセンターシート
2、接着シート3,4およびコアシート5,6の積層体
を不図示のプレス板などのプレス具により熱とともに加
圧し、ラミネート加工する(ステップST4)。なお、
コアシート5,6の外側に上述した材料からなるオーバ
ーシートをさらに積層してもよく、この場合、オーバー
シートに磁気ストライプを所定の位置に設けてもよい。
【0041】次に、上記の非接触型ICカード基材を打
ち抜き刃により、位置合わせして、カードの仕上がり寸
法、縦54mm×横85.6mmに打ち抜くことによ
り、非接触型ICカードを形成することができる(ステ
ップST5)。その後の工程としては、上記の非接触型
ICカードの通信特性検査等を行い、良品と判断された
ICカードのみに、絵柄や顔写真その他個別に必要な表
示事項等をサーマルヘッドプリンタによる昇華転写印
刷、昇華転写印刷と熱溶融性インキの熱転写印刷との併
用、あるいはオフセット印刷やシルク印刷などにより印
刷することができる。また、その他にホログラム、エン
ボス等の各機能を付与してもよい。なお、カードの印刷
を、ラミネート前にコアシート等のカードの外側になる
面に行ってもよい。
【0042】上記の本実施形態に係る非接触型ICカー
ドの製造方法によれば、ICチップ11が設けられたセ
ンターシート2の裏面部分にICチップ用孔4aが形成
されている接着シート4を積層することにより、図1
(b)に示すようにラミネート加工の際にICチップ1
1はその下部のセンターシート2とともにICチップ用
孔4aに嵌まることとなり、ICチップ11がカードの
中心側に移動することができることから、ICカードに
おけるICチップ11の搭載部分がICカード表面にお
いて突出することはなくなり、カードの表面を平滑にす
ることができる。従って、ICカードの厚さの面内均一
性の向上に伴い、印刷適正に優れたICカードを製造す
ることができることから、ICカード形成後に、通信特
性検査を行い、良品のICカードのみに対して印刷を行
うことができ、印刷不良に伴うコストの無駄を低減する
ことができる。
【0043】第2実施形態 図5に、本実施形態に係る非接触型ICカードの構成図
を示す。図5に示す非接触型ICカード1’は、第1実
施形態の構成に加えて、センターシート2のICチップ
11が搭載された側に積層する接着シート3にも、IC
チップ11の厚さに起因する段差を緩和するためのIC
チップ用孔3aを設けている。なお、その他の部分につ
いては、第1実施形態で説明したのと同様である。
【0044】上記の非接触型ICカード1’の製造方法
については、第1実施形態において説明した製造方法に
加えて、接着シート3にも予めICチップ用孔3aを例
えば金型を用いた打ち抜き加工、座繰り加工(NC)あ
るいはレーザー加工等により形成した後、ラミネート加
工することにより製造することができる。
【0045】本実施形態に係る非接触型ICカードおよ
びその製造方法によれば、センターシート2のICチッ
プ11が搭載された側に積層する接着シート3にも、I
Cチップ11の厚さに起因する段差を緩和するためのI
Cチップ用孔3aを設けることにより、さらに効果的に
ICチップの厚みに起因する段差を緩和することができ
ることから、厚みの大きいICチップ11を搭載する場
合においても、非接触型ICカードの表面を平滑にする
ことができる。これにより、第1実施形態と同様の効果
を奏することができる。
【0046】本発明の非接触型ICカードは、上記の実
施形態の説明に限定されない。例えば、本実施形態にお
いては非接触方式のICカードについて説明している
が、接触方式のICチップ(あるいはICモジュール)
をさらに有するハイブリッド方式のICカードとするこ
ともできる。また、アンテナコイル20の形成方法とし
て、本実施形態では、導電性インキを用いたスクリーン
印刷により形成したが、これに限られるものでなく、例
えば、銅箔やアルミ箔等の金属箔をセンターシート2に
ラミネートしたものをエッチングによってパターニング
して形成する方法や、例えばワイヤをコイル状に巻き付
けたものをセンターシート2に貼付する方法、アンテナ
の形状に形成した金属箔を貼付する方法等の他の方法を
用いることもできる。
【0047】また、本発明のICカードとしては、矩形
上の他、コイン状の媒体等が含まれ、種々の形状に適用
可能である。さらに、例えば、本実施形態では、ICチ
ップとアンテナコイルの接続を異方性導電フィルムを介
して行ったが、ワイヤボンディング、導電ペースト等に
よる接続方法を採用することもできる。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
【0048】
【実施例】図6に、本実施例に係る非接触型ICカード
の構成図を示す。厚さが25μmのPETからなるセン
ターシート2上に、エッチングにより銅のアンテナコイ
ル20を形成し、当該アンテナコイル上に異方性導電フ
ィルムを介して6×4×0.28mm厚のICチップ1
1を重ねて、熱により圧着することによりICチップ1
1を搭載した。
【0049】そして、ポリエステル樹脂を主体とした厚
さが140μmの接着シート3,4を用意し、上下の接
着シート3,4におけるICチップの位置と重なる位置
に、6.2mm×4.2mmのICチップ用孔3a,4
aを金型であけることにより形成する。
【0050】さらに、PET−Gからなる厚さが180
μmのコアシート5,6およびPET−Gからなる厚さ
が50μmのオーバーシート7,8を用意する。ここ
で、カード表側となるオーバーシート7には磁気テープ
を転写しておき、また、コアシート5,6には表裏の側
に印刷を施しておく。
【0051】そして上記の各シート2〜8を、ICチッ
プ11の位置とICチップ用孔3a,4aの位置がずれ
ないように重ねた後に仮貼りし、温度120℃、圧力2
0Kg/cm2 で12分間プレスラミネートを行い、圧
着開放後、シートを所定のサイズに打ち抜くことによっ
てICカードを作成した。
【0052】上記の非接触型ICカードでは、厚みを測
定すると、ICチップ11上もカードの他の位置も0.
78mm±0.015mmの範囲に収まっており、カー
ド面内における厚みのムラを非常に小さくできているこ
とが確認できた。そして、通信特性検査を行い、良品の
カードに対して印刷を行ったところ、ICチップ周辺部
で印刷の絵柄がゆがんだり、文字が読めなくなるような
現象は起こらなかった。
【0053】
【発明の効果】本発明によれば、カードの表面を平滑に
することができ、信頼性と取扱性の優れたICカードを
提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)は、本実施形態に係る非接触型IC
カードの構成図であり、図1(b)は、図1(a)のA
−A’線における断面図である。
【図2】図1(a)に示すセンターシートの拡大平面図
である。
【図3】図2のB−B’線における断面図である。
【図4】本実施形態に係る非接触型ICカードの製造方
法の製造工程を説明するためのフローチャートである。
【図5】第2実施形態に係る非接触型ICカードの構成
図である。
【図6】実施例における非接触型ICカードの構成図で
ある。
【符号の説明】
1,1’…非接触型ICカード、2…センターシート、
3,4…接着シート、3a,4a…ICチップ用孔、
5,6…コアシート、7,8…オーバーシート、11…
ICチップ、11a,11b…接続端子、20…アンテ
ナコイル、21…配線、21a,21b…接続端子、2
2…ブリッジ線、23…絶縁層、24…異方性導電フィ
ルム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C005 MA13 MA14 MB01 MB02 MB07 MB08 MB10 NA09 NA31 PA03 PA04 PA14 PA17 PA19 PA21 PA29 PA40 RA04 RA15 5B035 AA08 BA04 BA05 BB09 CA03 CA23

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ICカード用基板と、 前記基板の少なくとも一方の面上に搭載されたICチッ
    プを含むICカード用電子回路部品と、 前記基板の他方の面上に形成され、当該基板を挟んで前
    記ICチップに対向する部分に開口を有する第1の段差
    緩和層と、 前記基板と前記第1の段差緩和層の外側に位置する保護
    層とが一体構成された非接触型ICカード。
  2. 【請求項2】前記基板の一方の面上に形成され、前記I
    Cチップに対応する部分に当該ICチップを収容する開
    口を有する第2の段差緩和層をさらに有する請求項1記
    載の非接触型ICカード。
  3. 【請求項3】前記第1の段差緩和層は接着シートにより
    形成されている請求項1または2のいずれかに記載の非
    接触型ICカード。
  4. 【請求項4】前記第2の段差緩和層は接着シートにより
    形成されている請求項2記載の非接触型ICカード。
  5. 【請求項5】ICカード用基板の少なくとも一方の面上
    にICチップを含むICカード用電子回路部品を搭載す
    る工程と、 前記基板の他方の面上に、当該基板を挟んで前記ICチ
    ップに対向する部分に開口を有する第1の段差緩和層を
    積層する工程と、 前記基板と前記第1の段差緩和層の外側に保護層を積層
    し、前記基板、前記第1の段差緩和層、前記保護層の積
    層体を形成する工程と、 前記積層体をラミネートして一体構成する工程とを有す
    る非接触型ICカードの製造方法。
  6. 【請求項6】前記基板の一方の面上に、前記ICチップ
    に対応する部分に当該ICチップを収容する開口を有す
    る第2の段差緩和層を積層する工程をさらに有する請求
    項5記載の非接触型ICカードの製造方法。
  7. 【請求項7】前記第1の段差緩和層として、前記開口を
    有する接着シートを積層する請求項5または6のいずれ
    かに記載の非接触型ICカードの製造方法。
  8. 【請求項8】前記第2の段差緩和層として、前記開口を
    有する接着シートを積層する請求項6記載の非接触型I
    Cカードの製造方法。
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