JP4546251B2 - スマートカード及びスマートカードの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スマートカード及び前記スマートカードを製造する方法に関するものであって、前記スマートカードは、カード本体、少なくとも１つの溝、及び導電性構造体を有し、
前記溝が、チップモジュールの端部領域においてモジュール接続部を有するチップモジュール少なくとも１つを受け取るためにカード本体中に配置され、
前記導電性構造体が、カード本体中に埋め込まれ、そして本体接触接続部を有し、そして
前記導電性構造体が、特に、チップモジュールの端部領域の下に配置されているアンテナ接続部をもつアンテナである、
請求項１及び７の前提部に記載のスマートカード及びその製造方法に関する。

一般的に、前記のスマートカードは、クレジットカード、バンクカード、電子財布などとして設計され、そして、現金を使用しない取引、例えば、交通機関の運賃あるいは商品又はサービスの購入価格を支払うために使用されている。更に、前記スマートカードは、コンタクトレスアクセスコントロールシステム（ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ）用のＩＤカードとして使用されることもできる。

通常、スマートカードは、チップモジュールを受容する溝を有しており、前記のチップモジュールは、スマートカードを装置に挿入するか、又は、その周辺に持ち込むかのいずれかによって、前記装置によって交換される情報を保管、処理、及び／又は認識するための集積回路を含んでいる。

更に、比較的に低い周波数での電力及びデータ伝送用のコンタクトレススマートカードはアンテナを含んでおり、通常、前記アンテナは、カード本体にラミネートされている。カード本体のアンテナ接続部は、挿入されているチップモジュールのモジュール接続部へ電気的に接続されなくてはならない。

従来、二重（ｄｕａｌ）インターフェースカードの製造方法の場合、モジュール接続部とその下側にあるアンテナ接続部との間の導電性接触部を製造するために頻繁に使用されている方法は二つある。いわゆるＡＣＦ方法においては、モジュールの下側に配置されている接触接続部と、その下に配置されている側面に突出しているアンテナ接続部との間に電気的接続を生じさせるため、そこに配置されている導電性粒子と共にホットメルト接着剤又は熱可塑性接着剤を配置し、そして、前記接着剤を、チップモジュールが挿入される溝の領域中のカード本体の表面に付与する。チップモジュールの取り付けの後に、モジュール接続部とその下側にあるアンテナ接続部との間に、導電性粒子が電気的接続を生じさせる。このため、接着剤が付与され、そして次に、チップモジュールが取り付けられた後に、温度、圧力及び継続期間のパラメータの特定値を考慮して、ホットメルト又は熱可塑性の接着剤は加熱され、そして、硬化される。前記の方法は、ＤＥ１９７０９９８５Ａ１に実施例として説明されている。

頻繁な曲げ応力の場合、前記の硬化されたホットメルト接着剤又は熱可塑性接着剤（これらは同時にチップモジュール及びカード本体の間の電気的接続を生じることができる）では、ホットメルト接着剤又は熱可塑性接着剤の可塑性及び弾性の変形特性のために、電気的接続が結果的に緩くなってしまう。これにより、例えば、デュアルインターフェイス（ｄｕａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）タイプのスマートカードにおける電気的接続が不確実になる。

ＤＥ１９７４７３８８Ｃ１は、導電性液体接着剤を使用するアンテナ接続部とチップモジュール接続部との電気的接続のための、その他の方法を開示している。チップモジュールを受け取るために提供されているカード本体中の溝（キャビティ）において、測定された態様で導電性液体接着剤を孔へ導入するために、少なくとも１つの孔が、チップモジュールの接着のために提供されている端部接着領域から、その下へ位置しているアンテナ接続部へ設けられている。前記の計量の後に、接着領域に付与される接着剤を使用して、チップモジュールが直接その上へ置かれる。チップモジュールの接着剤は、熱の作用によって予め定められている温度で硬化されるか、又は、２つの成分の接着剤が使用される場合には、発熱反応によって硬化される。スマートカードが誤ってキャッシュマシンへ押し込まれること、又は、それ自体柔軟であるように設計されている財布の中でスマートカードが保持されることによって生じることがある動荷重が頻繁である場合には、前記の接着剤は、それらの剛性及び硬質の性質、並びに、接着されるべき部分で異なる接着性質のために、伸ばし過ぎ及び疲れ現象によって、接着剤中の凝集及び/又は接着において破損を生じさせる。

従って、本発明の目的は、挿入されたチップモジュールと、スマートカード中で一体化された導電性構造体（例えば、アンテナ）とを有するスマートカードであって、高くしかも頻繁に曲げ応力が働く場合であっても、チップモジュール接続部と本体接続部との間の永続的な電気的接続を保証するスマートカードを提供し、そして、前記スマートカードを製造する方法も提供することである。

この目的は、特許請求項１に記載の特徴を有するスマートカード、及び、特許請求項７に記載の特徴を有する製造方法によって達成される。

本発明の本質的な部分は、カード本体と、チップモジュールの端部領域中にモジュール接続部を有するチップモジュール少なくとも１つを受け取るために配置されている溝少なくとも１つと、カード本体中に埋め込まれている導電性構造体（例えば、チップモジュールの端部領域の下に配置されたアンテナ接続部を有するアンテナ）とを有するスマートカードにおいて、据え付けられているチップモジュールによって、一方のモジュール接続部ともう一方の本体接触接続部との間に付与され、弾性で導電性の材料から形成されている接触部が、接触を生じるように圧力を加えて接続部の間に配置されていることである。前記の接着部は、本体接触接続部又はモジュール接続部に局所的に付与されていることが好ましく、そして、チップモジュールの据え付けの前に硬化されることが好ましい。次に、チップモジュールをカード本体中に据え付ける。この結果として、接着部が、接続部間でレジリエントバッファーとして一緒にプレスされ、そして、その弾性的性質によって、モジュール接続部と本体接触接続部との間に永続的で柔軟な電気的接触を生成する。

初めは液体であることが好ましく、そして続いて、チップモジュールの据え付けの前に凝固する、高充填のシリコーン系接着剤を使用することによって、チップモジュールの据え付けの後に電導性突出部が得られる。前記突出部は、スマートカードのへ曲げ応力が、高くしかも頻繁である場合であっても、接着部とモジュール接続部又は本体接触接続部との間に、裂け目を生じたり、中間スペースの展開を生じることがない。

接着部は、カットアウト（カード本体中に配置される）中に配置されていることが好ましく、前記接着剤は、チップモジュールの端部領域の下に配置され、そして底部において本体接触接続部で終了する。前記のカットアウトは、圧力の付与下で接着部を完全に受け入れるのに十分な容量サイズを有している。

カード本体の厚さ方向において、圧力を加えない状態、すなわち、チップモジュールの据え付けの前では、カットアウトの高さ寸法は、付与された接着部の高さよりも小さい。付与された接着部は、接着部が配置されているカットアウトの上側端部領域よりも０．０５ｍｍ〜０．１５ｍ高いことが好ましい。

スマートカードの製造方法によると、最初に、接着剤を液滴形態でカットアウトへ挿入し、そして次に、接着剤が固まるのを待つことが好ましい。これは、この目的のために開発された特別な機械によって達成され、前記機械は、最初に、μＬの単位で接着剤の液滴を分配し、そして次に、いわゆるドロップノーズ（ｄｒｏｐ ｎｏｓｅｓ）を避けるために、急速なプルオフ運動を介して液滴から機械を引き離す。この方法により、接着剤液滴の半球型の表面を有利に得ることができ、そして、これは前記の突出部の弾性作用のために必要不可欠である。

半球型表面の形の品質についての情報を得るために、半球型表面及び周囲の表面構造の反射測定を行うレーザービーム装置を使用して、表面構造の測定を実施する。

前記の滴型の接着部の付与の後に、接着部を硬化させるために、個々のスマートカードは約２〜３時間積み上げられる。次に、積み上げられた中から個々に取り出されたスマートカードへ、チップモジュールを移植する。硬化された接着部は、スマートカードを曲げている場合であっても、接続部間の接触を保証する柔軟な突出部として作用する。

チップモジュールの据え付けの後で、接着部は、チップモジュールのモジュール接続部によって下向きにプレスされ、そして、それにより接着部はスマートカードの縦及び幅方向へ拡張される。モジュール接続部がカットアウトの上側端部領域に置かれると直ちに、実質的に全てのカットアウトの容量サイズが、共にプレスされた接着部で充填される。この方法において、スマートカードを数年使用する場合であっても、接着部の更なる拡張が回避され、その結果として、モジュール接続部又は本体接触接続部と、弾性材料から形成されている接着部との間の中間スペースの形成を回避することができる。

更に有利な実施態様は、下位クレームにより明らかになるであろう。

図面と共に、以下の記載から本発明の有利性及び便宜性をまとめることができる：
先行技術によるスマートカードの詳細の断面図である； 先行技術によるスマートカードのチップモジュールを受け入れるための溝の平面図である； チップモジュール据え付け前の、本発明の１つの実施態様によるスマートカードの詳細の断面図である；及び チップモジュール据え付け後の、図３に示されている本発明の１つの実施態様によるスマートカードの詳細の断面図である。

図１は、先行技術によるスマートカードの詳細の断面図であり、前記ＡＣＦ方法によると、導電性構造体（例えばアンテナ接続部２を有するアンテナ）を配置しているカード本体１が、ホットメルト接着剤によってチップモジュール３に接続されている。前記チップモジュール３は、その下側に、チップモジュールの取り付けの後にアンテナ接続部２へ電気的に接続されなくてはならないモジュール接続部３ａを有している。

前記接続部２と前記接続部３ａとを電気的に接続させるためには、直径約５０μｍを有するシルバードガラスビーズ５の形態の導電性粒子をホットメルト接着剤４中に配置し、参照番号５ａに示されているように、前記導電性粒子が、前記接続部２及び前記接続部３ａ間での前記中間領域における接続の接触を引き起こす。

曲げ試験及びねじり試験を行った後、ＡＣＦ方法によって製造される前記スマートカードでは、７５０〜１０００ベンドの曲げ応力であっても、接続部２及び接続部３ａ間の電気的接続に関して、品質がかなり損なわれる。

図２は、従来技術により公知であるような、カード本体（図示せず）内に配置され、そして、チップモジュールを受け取るよう設計されている溝（キャビティ）の平面図を示す。前記溝は、チップモジュールをカード本体に接着接合するための接着エリア６と、チップモジュールの下側に十分なフリースペースを提供し、そして、いくらか深いところに位置しているエリア７とを含む。この方法において、前記チップモジュールは、いわば、カード本体において、「浮かんでいる」態様で取り付けられており、端部領域のみへ固定接続されている。

導電性液体接着剤を配置するために、接着エリア６から、その下に位置するアンテナ接続部へと、下方へ向かう態様で追加孔８が配置されている。前記孔８中への接着剤の計量の後に、チップモジュールを直ちに接着エリア６に置き、そして、熱の作用によって、使用されている接着剤の硬化を行う。

前記孔８における導電性接着剤の効力によって、アンテナ接続部（図示せず）と、その上に位置する挿入されたチップモジュールのモジュール接続部（図示せず）との間に電気的接続が生じる。

外側からスマートカードへ作用する動荷重（ｄｙｎａｍｉｃ ｌｏａｄｓ）によって生じる、伸ばし過ぎ及び疲れ現象によって、前記の接着剤接続部で裂け目が生じる。

図３は、本発明の１つの実施態様によるスマートカードの半分の詳細の断面図である。チップモジュールを受け取るための、異なる深さの二つの溝１２ａ及び溝１２ｂが、カード本体１１中に配置されている。アンテナ接続部１３を有するアンテナが、カード本体１１においてラミネートされており、そして前記アンテナ接続部１３は溝１２ａの端部領域の下側に配置されている。

スリット又は孔の態様でアンテナ接続部１３の上に配置されている、カード本体１１中のカットアウト１５においては、弾性で導電性の材料から形成されている接着部１４が配置されており、前記接着部１４は、シリコーン系又はシリコーン様の材料系であることが好ましく、そして、全体の高さ１４ａ，１４ｂを有している。高さ画分１４ｂは、カットアウト１５の高さ、つまりアンテナ接続部１３から前記カットアウト１５の上側端部領域１５ａまでの距離に相当する。高さ画分１４ａは、上側端部領域１５ａから接着部１４の上側端部までの距離に相当しており、この距離は０．０５〜０．１５ｍｍであることが好ましい。

図４は、スマートカードの据付の後の、図３に示されているスマートカードの詳細の断面図である。同一の構成成分又は同じ意味を有する構成成分を同じ参照番号に示す。

チップモジュール１６の端部領域１６ａにおける上側で、モジュール接続部１７及び接触エリア１８を有するチップモジュールが、カード本体１１にプレスされ、そして次に、接着接合された場合には、弾性で導電性の材料から形成されている接着部１４が、スマートカードの厚さの方向へチップモジュールと共にプレスされ、そして、圧力の付与下で二つの接続部１３及び接続部１７上にプレスされる。

モジュール接続部１７がカットアウト１５の上側端部領域１５ａに置かれた場合、上側端部領域１５ａ及び側面端部領域１５ｂを有するカットアウト１５の容量サイズは、接着部１４がカットアウト１５全体をほぼ充填する寸法を有している。そのため、スマートカードを数年使用した後でも、側面方向、つまり、スマートカードの縦又は幅方向における接着部１４の降伏が生じない。この方法において、導電性で弾性の接着部及びモジュール接続部１３と、アンテナ接続部１７との間の永久的な電気的接触が維持される。

本明細書に示されている本発明、及び、更に、関連する製造方法によるスマートカードは、ホットメルト接着剤が使用されるスマートカード及び方法と比較しても、チップモジュールの据え付けの前に接着部が既に硬化されているため、接着部が多く付与されている場合であっても、接着剤の側面での出現及びカード表面の汚れがチップモジュールの移植の間に生じないという利点を有する。

本願明細書に記載の全ての特徴は、本発明の本質的な特徴として特許請求されており、前記特徴は、個々に、又は、それらの組合せにおいても、先行技術に関して新規である。

符号の説明

１・・・カード本体；２・・・アンテナの接触接続部；
３・・・チップモジュール；４・・・ホットメルト接着剤；
５，５ａ・・・シルバードガラスビーズ；
６・・・接着エリア；７・・・下側溝表面；８・・・孔；
１１・・・カード本体；１２ａ，１２ｂ・・・溝；１３・・・アンテナ接続部；１４・・・接着部；１４ａ，１４ｂ・・・接着部の高さ；
１５・・・カットアウト；１５ａ・・・カットアウトの上側端部領域；
１５ｂ・・・カットアウトの側面端部；
１６・・・チップモジュール；１７・・・モジュール接続部；
１８・・・チップモジュールの上側接触エリア。

Claims (5)

1. カード本体（１１）、少なくとも１つの溝（１２ａ，１２ｂ）、及び導電性構造体を有し、
   前記溝（１２ａ，１２ｂ）が、チップモジュール（１６）の端部領域（１６ａ）にモジュール接続部（１７）を有するチップモジュール（１６）少なくとも１つを受け取るために配置され、
   前記導電性構造体が、カード本体（１１）中に埋め込まれ、そして本体接触接続部（１３）を有し、そして
   前記導電性構造体が、特にチップモジュール（１６）の端部領域（１６ａ）の下に配置されているアンテナ接続部をもつアンテナである、
   スマートカードであって、
   据え付けられているチップモジュール（１６）によって、一方のモジュール接続部（１７）ともう一方の本体接触接続部（１３）との間に局所的に付与され、弾性で導電性の材料から形成されており、カード本体の厚さに沿ってレジリエントバッファーとして主に作用する接着部（１４）が、接続部（１３，１７）間に、接触を生じるように圧力を加えて配置されていること、及び
   カットアウト（１５）が、スマートカードの縦及び幅方向で、圧力の付与前では前記接着部（１４）によって充填されないが、圧力の付与下では接着部（１４）を完全に受け取るのに十分な容量サイズを有するように、
   カード本体（１１）中に配置される前記カットアウト（１５）中へ、前記接着部（１４）を局所的に配置するものとすること
   を特徴とする、前記スマートカード。
2. 前記接着部（１４）が、チップモジュール（１６）の端部領域（１６ａ）の下に配置され、そして、底部において、本体接触接続部（１３）で終了していることを特徴とする、請求項１に記載のスマートカード。
3. カード本体の厚さの方向において、カットアウト（１５）が、圧力が加わっていない状態で、局所的に付与されている接着部（１４）の高さ（１４ａ，１４ｂ）よりも小さい高さ寸法（１４ｂ）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のスマートカード。
4. カード本体（１１）、少なくとも１つの溝（１２ａ，１２ｂ）、及び導電性構造体を有し、
   前記溝（１２ａ，１２ｂ）が、チップモジュール（１６）の端部領域（１６ａ）にモジュール接続部（１７）を有するチップモジュール（１６）少なくとも１つを受け取るために配置され、
   前記導電性構造体が、カード本体（１１）中に埋め込まれ、そして本体接触接続部（１３）を有し、そして
   前記導電性構造体が、特にチップモジュール（１６）の端部領域（１６ａ）の下に配置されているアンテナ接続部をもつアンテナである、
   スマートカードの製造方法であって、
   チップモジュール（１６）の据え付けの前に、弾性で導電性の材料から形成されている接着部（１４）を、本体接触接続部（１３）へ及び／又はモジュール接続部（１７）へ付与し、そして硬化し、そして次に、チップモジュール（１６）を、弾性材料から形成されている接着部（１４）へ圧力を付与して、カード本体（１１）へ据え付けること、
   カットアウト（１５）が、スマートカードの縦及び幅方向で、圧力の付与前では前記接着部（１４）によって充填されないが、圧力の付与下では接着部（１４）を完全に受け取るのに十分な容量サイズを有するように、
   カード本体（１１）中に配置される前記カットアウト（１５）中へ、前記接着部（１４）を局所的に配置するものとすること、及び
   レジリエントバッファーとして、チップモジュール（１６）の据え付けの後で、チップモジュール接続部（１７）と本体接触接続部（１３）との間に永続的な接触を生じさせるために、弾性材料から形成されている接着部（１４）を、チップモジュール（１６）の据え付けの前に硬化すること
   を特徴とする、前記方法。
5. チップモジュール（１６）の据え付けの前に、接着部（１４）を受け取るために設計され、そして、カード本体中に配置されているカットアウト（１５）の上側端部領域（１５ａ）より、約０．０５〜０．１５ｍｍ高くなるように、接着部（１４）を付与することを特徴とする、請求項４に記載の方法。

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