JP2013246758A - デュアルｉｃカード及びデュアルｉｃカードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アンテナとデュアルＩＣモジュールの接続において、はみ出したときの影響が大きい導電性接着剤を用いても、目的の接触端子以外の端子に、はみ出すことがなく、しかも簡便で、確実にはみ出し防止できるデュアルＩＣカードの製造方法と、信頼性の高いデュアルＩＣカードを提供する。
【解決手段】アンテナと電気的に接続する外部端子付きデュアルＩＣモジュールを備えたデュアルＩＣカードであって、前記アンテナと前記ＩＣモジュールを電気的に接続するためのアンテナ接続穴の形状が、第１の凹部の底部と前記アンテナ接続穴の側壁とのなす角度が９０°未満であり、かつ側壁が傾斜していること。
【選択図】図１

Description

デュアルＩＣカードのＩＣモジュールの搭載及び熱圧着工程で発生する、導電性接着剤のはみ出し不良のないデュアルＩＣカード及び発生のないデュアルＩＣカードの製造方法に関する。

従来、接触型ＩＣモジュール埋設用凹部加工は、エンドミル等の切削工具を用いた切削加工により行われ、切削形状の工夫により、搭載されたＩＣチップへの応力の分散、ＩＣチップの搭載精度の向上および、生産効率の向上をめざし、創意・工夫がなされてきた。

切削形状の工夫により、ＩＣモジュールとカード基体との接着剤の凹部端からのはみ出しを防止するために、凹部の周壁下端部の一部又は全周に逃がし溝を設ける提案がなされているが、デュアルＩＣカードが対象でなく、よって、アンテナとＩＣモジュールとの電気的な接続の要求がなく、導電性接着剤ではない単なる接着剤が対象であり、アンテナとデュアルＩＣモジュールの電気的接続に関して、導電性接着剤の凹部端からのはみ出しに関しての発明はなされていなかった（特許文献１）。

カード基材にＩＣモジュールを接着させるのとは異なり、ＩＣモジュールとアンテナを固定しながら、電気的に接続する導電性接着剤に関しては、見栄えだけの問題ではなく、はみ出てしまうと、ＩＣモジュールの目的以外の、接触端子に接触し、ショート等が生じる恐れがあり、使用中の信頼性も低下するなど、はみ出したときの影響が非常に大きい。

特開平１０−２０３０６３号公報

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、アンテナとデュアルＩＣモジュールの接続において、はみ出したときの影響が大きい導電性接着剤を用いても、目的の接触端子以外の端子に、はみ出すことがなく、しかも簡便で、確実にはみ出し防止できるデュアルＩＣカードの製造方法と、信頼性の高いデュアルＩＣカードを提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、基材上にアンテナが積層されたアンテナシートを内蔵したカード基材と、
前記カード基材に形成された開口部と側壁と底部を有する第１の凹部と、
第１の凹部の底部に形成された、開口部と側壁と底部を有する第２の凹部と、
前記第一の凹部に、前記アンテナまで貫通するアンテナ接続穴と、
第１の凹部及び第１の凹部内に固定配置され、前記アンテナ接続穴に充填される導電性接着剤により、前記アンテナと電気的に接続する外部端子付きデュアルＩＣモジュールを備えたデュアルＩＣカードであって、
前記アンテナと前記ＩＣモジュールを電気的に接続するためのアンテナ接続穴の形状が、第１の凹部の底部と前記アンテナ接続穴の側壁とのなす角度が９０°未満であり、かつ側壁が傾斜していることを特徴とするデュアルＩＣカードである。

また、請求項２に記載の発明は、前記アンテナ接続穴に充填される、導電性接着剤が二
液硬化型銀ペーストであることを特徴とする請求項１に記載のデュアルＩＣカードである。

また、請求項３に記載の発明は、外装シート、コアシート、基材上にアンテナが積層されたアンテナシート、コアシート、外装シートを積層してカード基材を形成する工程と、前記カード基材に、開口部と側壁と底部を有する第１の凹部を形成する工程と、
前記第一の凹部の底部に開口部と側壁と底部を有する第２の凹部を形成する工程と、
前記アンテナまで貫通し、前記アンテナと外部端子付きデュアルＩＣモジュールを電気的に接続するため、第１の凹部に、アンテナまで貫通するアンテナ接続穴を設ける工程と、外部端子付きデュアルＩＣモジュールの裏面にホットメルト接着剤を設ける工程と、
前記アンテナ接続穴に、導電性接着剤を充填し、前記アンテナと外部端子付きデュアルＩＣモジュールとを電気的に接続させる工程と、
熱圧プレスにより接着する工程からなるデュアルＩＣカードの製造方法であって、
前記アンテナ接続穴を、先端部が広がり、中心線に対する先端部の広がり角度が１０°〜３０°であるエンドミルを用いて貫通させ、逆テーパ形状とすることを特徴とするデュアルＩＣカードの製造方法である。

また、請求項４に記載の発明は、前記外部端子付きデュアルＩＣモジュールの裏面に、ホットメルトシートを仮貼りし、熱プレスにより一部を押さえて前記外部端子付きデュアルＩＣモジュールを第１の凹部、および第２の凹部に固定し、さらに熱圧プレスにより、前記カード基材に外部端子付きデュアルＩＣモジュールを本接着することを特徴とする請求項３に記載のデュアルＩＣカードの製造方法である。

本発明により、デュアルＩＣモジュール埋設用凹部のアンテナ接続穴が、第１の凹部の底部と前記アンテナ接続穴の側壁とのなす角度が９０°未満の、逆テーパ加工となっているから、ＩＣモジュールとカード基材を接続するときに、導電性接着剤が逆テーパ状の接続穴の角に逃げ、目的以外の接触端子への導電性接着剤のはみ出をなくなり、ショートの発生のない、使用時の信頼性の高いデュアルＩＣカードとデュアルＩＣカードの製造方法とを提供でき、且つ、外観品質に優れたカードを歩留まり良く製造することができる。

本願発明の、デュアルＩＣカードにおけるアンテナとデュアルＩＣモジュールとを接続ための、アンテナ接続穴の逆テーパ形状を示した概念図である。 本願発明の、デュアルＩＣカードにおけるアンテナとデュアルＩＣモジュールとの接続状態を示した断面概念図である。 本願発明の実施例の製造に用いたエンドミルを示した外形図である。 本願発明の実施例、比較例の製造に用いたＮＣ加工機を示した概念図である。

以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は、デュアルＩＣカードにおけるアンテナとデュアルＩＣモジュールとを接続するための、アンテナ接続穴３を示しており、基材上にアンテナ２が積層されたアンテナシートを内蔵したカード基材１に、外部端子付きデュアルＩＣモジュールをセットするために、第１の凹部８と第２の凹部９が、ザグリ（座ぐり）を行い、第１の凹部８にアンテナ接続穴３が設けられ、アンテナ接続穴３の底部は、アンテナ２が露出しており、アンテナ接続穴３の形状が、アンテナ２に向かって広くなる逆テーパ形状となっていることを示している。

図２は、デュアルＩＣカードにおけるアンテナ２とデュアルＩＣモジュール３との接続状態を示しており、デュアルＩＣモジュール３のアンテナ接続ランド７と、アンテナ２と
が、導電性接着剤５によって接続している。また、外部端子付きデュアルＩＣモジュールの裏面の基板のみにシート状のホットメルト接着剤が貼り付け、第１の凹部８に固定されている。

図３は、実施例にてアンテナ接続穴を形成するために用いたエンドミルの外形を示しており、先端部は、先端に向かって広がっており、中心線に対する先端部の広がり角度は１０°〜３０°であり、これにより、アンテナ接続穴３を逆テーパ形状、即ち、アンテナ接続穴の側壁とのなす角度が９０°未満であり、かつ側壁が傾斜した形状とすることができる。本実施例においては切削工具のθを７０°とし、ミリング加工後のカードのテーパ角が２０°となるように設定したが、６０°（テーパ角３０°)、８０°（テーパ角１０°)と設定することともでき、使用するカード材の強度・加工適正を考慮し適宜選択可能である。

絶縁フィルム上に、銅箔やアルミ箔を積層し、フォトリソ法により、レジストのパターニングを行った後、エッチングによりアンテナ２が形成したアンテナシートの両面に、コアシートとして、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＥＴ-Ｇ等のプラスティック材料を貼り合わせ、さらにその上に外装基材が貼り合わせて、カード基材１が形成される。

作製されたカード基材１に、デュアルＩＣモジュール４を載置するための、凹部をザグリ形成すると共に、カード基材１内部のアンテナ２と、デュアルＩＣモジュール４とを電気的に接続させるアンテナ接続穴３を形成する。

デュアルＩＣモジュール４を載置するための、凹部は、第１の凹部８と第２の凹部９からなり、アンテナ接続穴３は第１の凹部８に形成される。

デュアルＩＣモジュール４は、配線パターンを持ったモジュール基板上に、ＩＣチップを搭載し、ワイヤーボンデリング等にて接続し、さらも樹脂により、モールドされている。モジュール基板は、ガラス−エポキシやポリイミドなどを用いることができ、厚みは１００〜１７０μｍ程度で、縦横の大きさは１１．８×１３ｍｍ程度である。モジュール基板はパンチング等により外部端子へ導通するための穴が形成されている。外部端子は、銅ラミネーション、エッチングを経てパターンが形成され、ニッケル、金、銀によってメッキされる。メッキ材料は特に限定するものではなく、パラジウム等の蒸着をされていてもよい。

また、接触と非接触の兼用するデュアルＩＣモジュールの場合は、片面に外部端子となる導電部材を設け、反対の面にアンテナコイルと接続をするための導電部材を形成することができる。

ＩＣチップは、Ｓｉウェハーに回路を形成し、このＳｉウェハーを研磨することによりウェハーの厚みを規定の厚みとし、ダイシング装置により１つのＩＣチップとして切り離され製造されたものを用いることができる。

ＩＣチップの実装は、前述のモジュール基板にＩＣチップを実装するための接着剤を用いて実装される。そしてＩＣチップを実装後、外部端子と電気的に接続する。具体的にはＩＣチップの各端子を外部端子へ導通させるためにワイヤーボンディングを行う。このワイヤーは通常金ワイヤーを用いられているが、銅、アルミニウムなど他のワイヤー材料であっても構わない。

ワイヤーボンディング工程後、ＩＣチップ保護のための樹脂による封止を行う。封止方法としてはトランスファーモールド方法、ポッティング方法、印刷方法等あるが方法は問
わない。また封止材料は熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂等である。封止樹脂をそれぞれの方法において硬化させることによりＩＣモジュールが製造される。

また、ＩＣモジュールの形状は、断面においてモジュール基板の面積よりＩＣチップを保護する樹脂封止部の面積が小さいため、外形は凸型形状となる。樹脂封止部は、通常は、断面において、モジュール基板側面の縦横の大きさに対し樹脂封止部表面の縦横の大きさが小さくなるように形成され、すなわち、モジュール基板側から樹脂封止部表面側に向かって窄まるように傾斜がついた形状となっている。このＩＣモジュールの樹脂封止部表面と側壁のなす角度１１は１００〜１１０°程度である。なお、樹脂封止部は傾斜のついていない形状のものを用いても構わない。

絶縁フィルムである厚み３８μｍのＰＥＮ上に、厚み３０μｍの銅箔を積層し、フォトリソ法により、レジストのパターニングを行った後、エッチングによりアンテナを形成したアンテナシートの両面に、接着剤を塗布した厚み０．６ｍｍのポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなるコア基材と、コア基材の両面にそれぞれ厚み０．１ｍｍの非晶質ポリエステル（ＰＥＴ−Ｇ）からなる外装基材を温度１００〜１２０℃で熱ラミネートにより貼り合わせカード基材を作成し、小切れカードサイズに抜き加工を行い、厚み０．８０ｍｍ小切れカードとした。

次に、図４に示した、ＮＣ加工機を用いて、ミリング加工により実施例、比較例の第１の凹部８、第２の凹部９及びアンテナ接続穴３を形成する。ＸＹＺ位置決め機構により、小切れカードを、ステージ（下面基準）１１に固定し、位置決めピン１２により基準位置に固定し、ミリング加工により、開口部が縦１３．２５ｍｍ×横１２．０５ｍｍ、底部が縦１３．１０ｍｍ×横１１．９０ｍｍ、深さが０．２１ｍｍで、角度が７０°で、開口部の形状が角部を丸めた四角形状である第１の凹部を形成した。次にミリング加工により開口部が縦８．５ｍｍ×横８．２ｍｍ、底部が縦８．０４ｍｍ×横７．７４ｍｍ、深さが０．６３ｍｍで、角度が１１０°からなる第２の凹部を形成した。

さらに、第１の凹部に深さ０．１５ｍｍ（券面から深さ０．３５ｍｍ）のアンテナ接続穴を開け、アンテナシート表面に形成された厚み３０μｍの銅箔の表面を露出させた。

アンテナ接続穴は逆テーパ形状となっており、上部のモジュルアンテナ接続ランド側１．９０ｍｍφで下部のアンテナ側２．００ｍｍφで、側面部の傾斜角は８０°（テーパ角１０°)ある。

＜比較例＞
比較例として、アンテナ接続穴の側面部の傾斜角を垂直とし、他の第１の凹部、第２の凹部の形状は同じにしたカードを作成した。

アンテナ接続穴を切削加工し、実施例及び比較例のカードにＩＣモジュールを搭載する。まず加工したアンテナ接続穴に、導電性接着剤（二液硬化型銀ペースト）を充填し、加工した第１の凹部にＩＣモジュールを載置し、仮接着する。このとき、外部端子付きＩＣモジュールの裏面にはホットメルトシート(接着剤)が仮貼りされており、熱プレスにより一部を押さえることでＩＣモジュールを第１の凹部、第２の凹部に固定し、仮接着した外部端子付きＩＣモジュールを熱圧プレスにより本接着する。この時プレス条件は２５０℃、５０Ｎ、２．５ｓｅｃとした。

本接着した逆テーパの実施例及びテーパ無しの比較例のカードを、それぞれ１０個に対し、導電性接着剤のはみ出しの有無のチェックを行い、その比較を行った。結果を下記表
１に示す。

テーパを設けることにより、導電性接着剤のはみ出しを無くすことができ、テーパを設けていない比較例と大きな差となった。

１・・・カード基材
２・・・アンテナ
３・・・アンテナ接続穴
４・・・デュアルＩＣモジュール
５・・・導電性接着剤
６・・・ホットメルト接着剤
７・・・アンテナ接続ランド
８・・・第１の凹部
９・・・第２の凹部
１０・・・エンドミル
１１・・・ステージ（下面基準）
１２・・・位置決めピン
１３・・・エアシリンダ

Claims (4)

1. 基材上にアンテナが積層されたアンテナシートを内蔵したカード基材と、
   前記カード基材に形成された開口部と側壁と底部を有する第１の凹部と、
   第１の凹部の底部に形成された、開口部と側壁と底部を有する第２の凹部と、
   前記第一の凹部に、前記アンテナまで貫通するアンテナ接続穴と、
   第１の凹部及び第１の凹部内に固定配置され、前記アンテナ接続穴に充填される導電性の接着剤により、前記アンテナと電気的に接続する外部端子付きデュアルＩＣモジュールを備えたデュアルＩＣカードであって、
   前記アンテナと前記ＩＣモジュールを電気的に接続するためのアンテナ接続穴の形状が、第１の凹部の底部と前記アンテナ接続穴の側壁とのなす角度が９０°未満であり、かつ側壁が傾斜していることを特徴とするデュアルＩＣカード。
2. 前記アンテナ接続穴に充填される、導電性の接着剤が二液硬化型銀ペーストであることを特徴とする請求項１に記載のデュアルＩＣカード。
3. 外装シート、コアシート、基材上にアンテナが積層されたアンテナシート、コアシート、外装シートを積層してカード基材を形成する工程と、
   前記カード基材に、開口部と側壁と底部を有する第１の凹部を形成する工程と、
   前記第一の凹部の底部に開口部と側壁と底部を有する第２の凹部を形成する工程と、
   前記アンテナまで貫通し、前記アンテナと外部端子付きデュアルＩＣモジュールを電気的に接続するため、第１の凹部に、アンテナまで貫通するアンテナ接続穴を設ける工程と、外部端子付きデュアルＩＣモジュールの裏面にホットメルト接着剤を設ける工程と、
   前記アンテナ接続穴に、導電性接着剤を充填し、前記アンテナと外部端子付きデュアルＩＣモジュールとを電気的に接続させる工程と、
   熱圧プレスにより接着する工程からなるデュアルＩＣカードの製造方法であって、
   前記アンテナ接続穴を、先端部が広がり、中心線に対する先端部の広がり角度が１０°〜３０°であるエンドミルを用いて貫通させ、逆テーパ形状とすることを特徴とするデュアルＩＣカードの製造方法。
4. 前記外部端子付きデュアルＩＣモジュールの裏面に、ホットメルトシートを仮貼りし、熱プレスにより一部を押さえて前記外部端子付きデュアルＩＣモジュールを第１の凹部、および第２の凹部に固定し、さらに熱圧プレスにより、前記カード基材に外部端子付きデュアルＩＣモジュールを本接着することを特徴とする請求項３に記載のデュアルＩＣカードの製造方法。