JP6070447B2 - Icカード、積層シート、icカードの製造方法 - Google Patents
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Description
しかし、従来のICカードは、電子部品等の突出形状に応じて樹脂シートを変形させ、その変形を多孔質コアシートが吸収していた。そのため、従来のICカードは、樹脂シートがうまく変形できない場合等には、電子部品等の突出形状を十分に吸収できず、カード表面に凹凸等が発生しまう可能性があった。
また、従来のICカードのICチップは、製造時の熱プレス工程等において、大きなダメージを受けていた。
ICチップ(41,541)を内蔵するICカードであって、
ICチップが実装されたモジュール基板(40,540)と、
前記モジュール基板よりも外形が大きく、前記モジュール基板の前記ICチップの実装面側である第1面側に直接積層された第1面多孔質層(30,330,430,530)と、
前記モジュール基板よりも外形が大きく、前記モジュール基板の第1面側とは反対側である第2面側に直接積層された第2面非多孔質層(50,250,350,460,550)とを備え、
前記第1面多孔質層及び前記第2面非多孔質層は、前記モジュール基板よりも外形が大きい範囲(A1)で、熱溶着により接着されていること、
を特徴とするICカードである。
・第2の発明は、
第1の発明のICカードにおいて、
前記第2面非多孔質層(250,550)の第2面側に積層された第2面多孔質層(252,551)を備えること、
を特徴とするICカードである。
・第3の発明は、
第2の発明のICカードにおいて、
前記モジュール基板(540)は、第2面側に突出部(544)を備えること、
を特徴とするICカードである。
他のシート材が積層されることによりICカードに加工される積層シートであって、
ICチップ(41,541)が実装されたモジュール基板(40,540)と、
前記モジュール基板よりも外形が大きく、前記モジュール基板の前記ICチップの実装面側である第1面側に直接積層された第1面多孔質層(30,330,430,530)と、
前記モジュール基板よりも外形が大きく、前記モジュール基板の第1面側とは反対側である第2面側に直接積層された第2面非多孔質層(50,250,350,460,550)とを備え、
前記第1面多孔質層及び前記第2面非多孔質層は、前記モジュール基板よりも外形が大きい範囲(A1)で、熱溶着により接着されていること、
を特徴とする積層シートである。
第1から第3のいずれかの発明のICカードの製造方法であって、
前記モジュール基板(40,540)の第2面側に前記第2面非多孔質層(50,250,350,460,550)を直接積層する工程と、
前記モジュール基板の第1面側に前記第1面多孔質層(30,330,430,530)を直接積層する工程と、
前記第1面多孔質層の第1面側にシートを積層する工程と、
第1面側の前記シート、前記第1面多孔質層、前記モジュール基板、前記第2面非多孔質層の少なくとも4層を積層した状態で、熱プレスする熱プレス工程とを備えること、
を特徴とするICカードの製造方法である。
・第6の発明は、
第1から第3のいずれかの発明のICカードの製造方法であって、
複数の前記モジュール基板(40,540)の第2面側に、前記第2面非多孔質層(50,250,350,460,550)が多面付けされた第2面非多孔質層シート材(50A)を直接積層する工程と、
前記複数の前記モジュール基板の第1面側に、前記第1面多孔質層(30,330,430,530)が多面付けされた第1面多孔質層シート材(30A)を直接積層する工程と、
前記第1面多孔質層シート材の第1面側に、シートが多面付けされた多面付けシート材を積層する工程と、
第1面側の前記多面付けシート材、前記第1面多孔質層シート材、前記モジュール基板、前記第2面非多孔質層シート材の少なくとも4層を積層した組み合せを、複数の組み合わせ積層した状態で、多段熱プレスする多段熱プレス工程とを備えること、
を特徴とするICカードの製造方法である。
以下、図面等を参照して、本発明の第1実施形態について説明する。
図1は、第1実施形態のカード1の平面図、断面図である。
図1(A)は、カード1の平面図である。
図1(B)は、カード1の層構成を説明する断面図(図1(A)のB−B断面図)である。
実施形態及び図面では、カード1の上面を法線方向(厚さ方向)から見た図を、平面図という。また、平面図におけるカード1の長手方向を左右方向X、短手方向を縦方向Yとする。平面図における形状を、適宜平面形状という。
なお、各図面において、上下方向Z(厚さ方向)等の構成等は、明確に図示するために、適宜大きさを誇張する。
カード1は、ICチップ41を内蔵し、全体の厚さが0.8mm程度の非接触型のICカードである。カード1は、例えば、MIFARE(登録商標)、FeliCa(登録商標)等の通信規格に準じる。
なお、モジュール基板40、各層10,20,30,50,60は、単一のシート材ではなく、複数のシートを積層して構成してもよい。但し、モジュール基板40の上側Z2(第1面側)には多孔質層30が直接積層され、モジュール基板40の下側Z1(第2面側)には基材層50が直接積層される。
平面形状において、各層10,20,30,50,60の外形は、等しく、また、モジュール基板40よりも一回り(例えば0.5〜数mm程度)大きい。
・上層10:発泡PETシート 125μm
・中間層20:PVCシート 50μm
・多孔質層30:空隙率65%の多孔質シート(ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを主成分とした発泡シートや多孔シート、発泡ポリ塩化ビニルシート、発泡軟質アクリル系樹脂シート、発泡後塩素化ポリ塩化ビニルシート、発泡ポリ塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体シート) 254μm
多孔質層30としては、例えば、商品名Teslin(ピーピージー・インダストリーズ・インコーポレイテッドの登録商標)、商品名ユポ(ユポ・コーポレーションの登録商標)等を用いることができる。
・基材層50:PVCシート 360μm
・下層60:発泡PETシート 125μm
中間層20、基材層50として、PVCシート、PET−Gシートを用いる主な理由は、中間層20、基材層50が他の層と熱溶着できるようにするためである。このため、中間層20、基材層50として用いる樹脂シートは、他の層と熱溶着できればよく、例えば、PVCシート、PET−Gシート、PCシートから選択できる。
なお、上層10の下面(又は中間層20の上面)には、加熱により接着性を発現する印刷層を設けてもよい。これにより、上層10(発泡PETシート)及び中間層20(PVCシート等)間の接着強度が、向上する。
同様に、下層60の上面(又は基材層50の下面)に、接着性を発現する印刷層を設けてもよい。この場合にも、基材層50(PVCシート等)及び下層60(発泡PETシート)間の接着強度が、向上する。
なお、このように接着性を発現する接着層は、発泡PETシートとPVCシート等との間の接着を向上するために、適宜設けることができる。後述する各実施形態も、同様である。
中間層20は、上層10及び多孔質層30間を接着する層である。
多孔質層30は、モジュール基板40自体や、モジュール基板40上に実装されたICチップ41等の電気部品を埋め込むための層である。これらが埋め込まれる工程は、後述する。
ICチップ41は、半導体集積回路素子である。カード1が例えばプリペイドカードとして利用される場合には、ICチップ41は、残額、識別情報等が記憶されている。
ICチップ41は、モジュール基板40の上面に実装されている。ICチップ41の高さ(モジュール基板40の上面からICチップ41の先端までの高さ)は、100μm程度である。
図1(A)にハッチングで示すように、多孔質層30及び基材層50は、モジュール基板40の外形よりも大きくカード外形1aの内側の範囲(以下、外周範囲A1という)の溶着面50aが、熱溶着により接着される。これにより、モジュール基板40は、カード1内部に保持されるようになっている。
一般的に、モジュール基板40を構成するPETシート(又はPENシート)は、熱可塑性の樹脂シート(多孔質シート、PVCシート、PET−Gシート、PETシート、発泡PETシート、PENシート等)とは、熱溶着しにくく、仮に熱溶着できたしても十分な接着強度を得られないという性質を有する。また、多孔質層同士は、前述したようなシート材では、熱溶着しにくいという性質を有する。このため、カード1は、外周範囲A1で、多孔質層30及び基材層50(PVCシート)を熱溶着させて、モジュール基板40を周囲から保持しているわけである。
下層60は、最下層に積層される。下層60は、カード1の使用方法等(図示せず)が印刷されている。
図2は、第1実施形態の各層の多面付けの形態を説明する斜視図である。
図3、図4は、第1実施形態の熱プレス工程を説明する断面図である。
図2に示すように、カード1の製造には、上層10、中間層20、多孔質層30、基材層50、下層60をそれぞれ多面付けした5枚のシート材10A〜30A,50,60Aを用いる。
(積層工程)
図2、図3に示すように、複数のモジュール基板40を、多孔質層30を多面付けしたシート材30A上のうち、カード外形1aに対応する範囲に載置する。その状態で、熱プレス板81,82間に、シート材10A(上層10)、シート材20A(中間層20)、シート材30A(多孔質層30)、モジュール基板40、シート材50A(基材層50)、シート材60A(下層60を)を順に積層する。
これにより、モジュール基板40の上側Z2に多孔質層30が直接配置され、また、モジュール基板40の下側Z1に基材層50が直接配置される。
図4(A)に示すように、シート材10Aの上面、シート材60Aの下面を、熱プレス板81,82によって加熱及び加圧する。
このとき、軟化したシート材30Aの下面は、モジュール基板40のICチップ41の先端に当接し、ICチップ41がシート材30Aに直接埋め込まれていく。シート材30Aは、加熱により十分に柔軟になっており、また、多孔質であるので、容易に変形できる。このため、ICチップ41に加わる圧力が小さく、ICチップ41は、損傷が抑制される。
図4(B)に示すように、さらに、モジュール基板40の基材自体もシート材30Aに埋め込まれる。そして、主にシート材30Aが圧縮されて、カード1は、約0.8mmに成形される。なお、図4(B)は、概念図であって、実際には、モジュール基板40は、シート材50A側に若干撓んで変形し、シート材50Aに若干埋め込まれることもある。
すなわち、実施形態とは異なり、モジュール基板の直上の層が変形しにくい場合には、外周範囲A1において、モジュール基板の直上及び直下の層間の隙間に起因して、これらの層間の圧力が、実施形態よりも低下する。この場合には、最上層のシート材10A及び最下層のシート材60Aも、外周範囲A1において、熱プレス板からの圧力がかかりにくくなる。このため、シート材10A及びシート材60Aの表面に、外周範囲A1において、しわのような凹みが発生してしまうことがある。
なお、各層を前述した樹脂シート、厚さとし、また、シート材30Aの空隙率を65%として実際にカード1の試作を行い、ICチップ41が損傷することなく、かつ、外観を向上して、カード表面を平滑に製造できることを確認済みである。
このように、カード1は、1回の熱プレス工程によって、各層を接着して製造できる。
熱プレス工程後、多面付けされた状態のカード1は、冷却工程を経て、打ち抜き工程でカード外形1aが打ち抜かれて個片にされる。
多孔質層30は、非多孔質の樹脂シートよりも柔軟性、クッション性を有するので、ICチップ41に加わる圧力が小さくできる。このため、カード1は、多段熱プレスして製造することができる。
この場合には、複数枚分のカード1の各層の組み合わせ(図2の積層体)を複数組み積層する。また、各組み合わせ間にも、熱プレス板83を配置する。
なお、この場合にも、多面付けで製造することができる。
これにより、製造効率(時間当たり製造数量)を向上できる。
また、カード1は、製造時におけるICチップ41等の電気部品へのダメージを軽減できる。これにより、カード1は、ICチップ41等の電気部品を損傷することなく、製造できる。
さらに、カード1は、外観品質を向上して製造できる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
なお、以下の各実施形態の説明及び図面において、前述した第1実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号又は末尾(下2桁)に同一の符号を適宜付して、重複する説明を適宜省略する。
図6は、第2実施形態のカード201の層構成を説明する断面図である。
カード201の厚さは、第1実施形態と同様に、約0.8mmである。
カード201は、基材層250、多孔質層251(第2面多孔質層)、中間層252を備える。
多孔質層251は、基材層250(第2面非多孔質層)の下側Z1(第2面側)に積層されている。多孔質層251は、多孔質層30と同様な材質の樹脂シートである。
多孔質層251を設けているので、基材層250の厚さは、第1実施形態よりも薄くした。
中間層252は、多孔質層251及び下層60間を接着する層である。中間層252は、中間層20と同様な材質の樹脂シートである。
・上層10:125μm
・中間層20:50μm
・多孔質層30:175μm
・モジュール基板40の基材:45μm
・基材層250:100μm
・多孔質層251:175μm
・中間層252:50μm
・下層60:125μm
なお、基材層250(PVCシート等)及び多孔質層251間は、熱溶着により十分な接着強度を有する。また、多孔質層251及び中間層252(PVCシート等)間は、熱溶着により十分な接着強度を有する。
これにより、カード201は、モジュール基板40の上側Z2、下側Z1の両方で、ICチップ41を埋め込んだり、モジュール基板40の変形等を吸収できる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図7は、第3実施形態のカード301の層構成を説明する断面図である。
カード301の厚さは、約0.5mmである。
カード301は、上層310、多孔質層330、基材層350、下層360の厚さを第1実施形態よりも薄くして、全体の厚さを第1実施形態よりも薄くした。
・上層310:100μm
・中間層20:50μm
・多孔質層330:150μm
・モジュール基板40の基材:45μm
・基材層350:130μm
・下層360:100μm
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
図8は、第4実施形態のカード401の層構成を説明する断面図である。
カード401の厚さは、約0.3mmである。
カード401は、層構成を第1実施形態よりも簡略して、また、多孔質層430の厚さを第1実施形態よりも薄くして、全体の厚さを第1実施形態よりも薄くした。
上層410の上面、下層460の下面には、カード名等が印刷されている。
多孔質層430の材質は、第1実施形態と同様である。
下層460は、基材層を兼用する層である。
・上層410:70μm
・多孔質層430:125μm
・モジュール基板40の基材:45μm
・下層460:70μm
次に、本発明の第5実施形態について説明する。
図9は、第5実施形態のカード501の層構成を説明する断面図である。
図9(A)は、熱プレス工程前の状態である。
図9(B)は、熱プレス工程後の状態である。
カード501は、上構成層501a、多孔質層530、モジュール基板540、基材層550、多孔質層551、下構成層501bを備える。図中2点鎖線で示すように、上構成層501a、下構成層501bの層構成は、適宜選択できる。
すなわち、モジュール基板540の上側Z2には、多孔質層530が積層されている。また、モジュール基板540の下側Z1には、基材層550、多孔質層551が積層されている。
このため、補強板543を含むICチップ541の高さは、約250μmであり、第1実施形態よりも高い。また、補強板544は、モジュール基板540の下側Z1に約100μm程度突出するように取り付けられる。
このため、モジュール基板540の全体の厚さは、第1実施形態よりも厚く、また、下側にも突出部を有する。
・多孔質層530:254μm
・モジュール基板540の基材:40μm
・基材層550:100μm
・多孔質層551:254μm
次に、本発明の第6実施形態について説明する。
図10は、第6実施形態の積層シート601Aの各層の多面付けの形態を説明する斜視図である。
図11は、第6実施形態の積層シート601Aからカードを製造する熱プレス工程を説明する断面図である。
積層シート601Aは、カード製造工程の前工程等で製造される。
図10に示すように、積層シート601Aは、多孔質層が多面付けされたシート材30A、複数のモジュール基板40、基材層が多面付けされたシート材50Aが積層されたシート材である。積層シート601Aは、シート材30A上のカード外形1aに対応する範囲に複数のモジュール基板40を配置して、シート材50Aを積層した状態で、第1実施形態と同様な熱プレスによって一体に形成される。シート材30A(多孔質層)、シート材50A(基材層)は、モジュール基板40の外側の範囲(外周範囲A1を含む)において、熱溶着によって接着される。
例えば、第1実施形態と同様なカードを製造する場合には、シート材10A,20A、積層シート601A、シート材60Aを積層して、熱プレスすればよい。
熱プレス工程後は、冷却工程、打ち抜き工程を経て、カードに個片化する。
なお、第2から第5実施形態のカードを製造する場合には、各モジュール基板40の直上、直下のシート材を積層して、積層シートを製造しておけばよい。
次に、本発明の第7実施形態について説明する。
図12は、第7実施形態のカード701の層構成を説明する断面図である。
図7(A)は、熱プレス工程前の状態である。
図7(B)は、熱プレス工程後の状態である。
カード701は、第1実施形態から中間層を削除した。
図7(A)に示すように、上層10及び多孔質層30間には、シルク印刷層711を設けた。シルク印刷層711は、上層10及び多孔質層30の少なくとも一方に設ければよい。
図7(B)に示すように、シルク印刷層711は、熱プレス工程により、加熱により接着性を発現し、上層10及び多孔質層30間を接着する。
このように、カード701は、中間層を設けなくても、多孔質層30と他の層を接着することができる。このため、カード701は、カード厚みを薄くできるし、低コストである。
図7(B)に示すように、この場合にも、シルク印刷層751は、熱プレス工程により、加熱により接着性を発現する。これにより、カード701は、上記第1実施形態で説明したように、基材層50及び下層60間の接着強度を向上できる。
なお、シルク印刷層を用いて多孔質層を接着する構成は、他の実施形態に適用してもよい。
例えば、第1実施形態の多段熱プレスは、第2から第6実施形態に適用してもよい。
1a カード外形
10,310,410 上層
20,252 中間層
10A,20A,30A,50A,60A シート材
30,251,330,430,530,551 多孔質層
40,540 モジュール基板
41,541 ICチップ
50,250,350,550 基材層
50a 溶着面
60,360,460 下層
501a 上構成層
501b 下構成層
543,544 補強板
601A 積層シート
A1 外周範囲
Claims (6)
- ICチップを内蔵するICカードであって、
ICチップが実装されたモジュール基板と、
前記モジュール基板よりも外形が大きく、前記モジュール基板の前記ICチップの実装面側である第1面側に直接積層された第1面多孔質層と、
前記モジュール基板よりも外形が大きく、前記モジュール基板の第1面側とは反対側である第2面側に直接積層された第2面非多孔質層とを備え、
前記第1面多孔質層及び前記第2面非多孔質層は、前記モジュール基板よりも外形が大きい範囲で、熱溶着により接着されていること、
を特徴とするICカード。 - 請求項1に記載のICカードにおいて、
前記第2面非多孔質層の第2面側に積層された第2面多孔質層を備えること、
を特徴とするICカード。 - 請求項2に記載のICカードにおいて、
前記モジュール基板は、第2面側に突出部を備えること、
を特徴とするICカード。 - 他のシート材が積層されることによりICカードに加工される積層シートであって、
ICチップが実装されたモジュール基板と、
前記モジュール基板よりも外形が大きく、前記モジュール基板の前記ICチップの実装面側である第1面側に直接積層された第1面多孔質層と、
前記モジュール基板よりも外形が大きく、前記モジュール基板の第1面側とは反対側である第2面側に直接積層された第2面非多孔質層とを備え、
前記第1面多孔質層及び前記第2面非多孔質層は、前記モジュール基板よりも外形が大きい範囲で、熱溶着により接着されていること、
を特徴とする積層シート。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のICカードの製造方法であって、
前記モジュール基板の第2面側に前記第2面非多孔質層を直接積層する工程と、
前記モジュール基板の第1面側に前記第1面多孔質層を直接積層する工程と、
前記第1面多孔質層の第1面側にシートを積層する工程と、
第1面側の前記シート、前記第1面多孔質層、前記モジュール基板、前記第2面非多孔質層の少なくとも4層を積層した状態で、熱プレスする熱プレス工程とを備えること、
を特徴とするICカードの製造方法。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載のICカードの製造方法であって、
複数の前記モジュール基板の第2面側に、前記第2面非多孔質層が多面付けされた第2面非多孔質層シート材を直接積層する工程と、
前記複数の前記モジュール基板の第1面側に、前記第1面多孔質層が多面付けされた第1面多孔質層シート材を直接積層する工程と、
前記第1面多孔質層シート材の第1面側に、シートが多面付けされた多面付けシート材を積層する工程と、
第1面側の前記多面付けシート材、前記第1面多孔質層シート材、前記モジュール基板、前記第2面非多孔質層シート材の少なくとも4層を積層した組み合せを、複数の組み合わせ積層した状態で、多段熱プレスする多段熱プレス工程とを備えること、
を特徴とするICカードの製造方法。
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