JPH1058872A - Ｉｃカードとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】その表面が平滑となり、優れた外観性、印刷
性、並びに優れた耐熱、耐湿特性における信頼性、及び
優れたＩＣカードの部品接続信頼性を有するＩＣカード
と、そのようなＩＣカードを効率良く製造する方法を提
供すること。 【解決手段】ＩＣチップ、コンデンサ等複数の部品を実
装したＩＣカード基板と、少なくともそのＩＣカード基
板の一方の表面に、メルトフローレートが０．１ｇ／１
０分以上の熱可塑性材料による接着絶縁層と、保護のた
めの表皮層を、熱押着すること。

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チップを実装
し、カード状に成形されるＩＣカードとその製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在広く用いられているキャッシュカー
ド、クレジットカード等は、プラスチックカードに磁気
ストライプを塗布し、これに記録された情報を読取りで
きるようにしたものである。このような磁気記録方式の
ものでは、第三者によって情報が解読され易く、記録可
能な情報量が少ないといった欠点がある。そこで近年メ
モリ、ＣＰＵ等の機能を有するＩＣをカード状基体に実
装した、いわゆるＩＣカードが開発され、既に実用段階
に達しつつある。

【０００３】このようなＩＣカードの製造方法として
は、従来、プリント配線板の上にＩＣチップを搭載・実
装し、注型樹脂にはめ込んでカード状に成形するという
方法が一般にとられている。その後、カード表面に文
字、記号、絵柄等が印刷される。そのため、カード表面
形状は印刷性に大きく影響し、平滑にすることが必要で
ある。

【０００４】この平滑性を考慮したＩＣカードの部品構
成に関する技術が、以下のように提案されている。 （１）特開平６−１３９４２１号公報には、巻線コイル
アンテナ部を埋設内蔵する鋳型の凹部を形成した所定の
薄さのシート材料層が開示されている。 （２）特開平５−１２５１４号公報、特開平４−１５２
１９１号公報、特開平４−２９２９９８号公報、又は特
開昭６３−３５３９６号公報には、部品実装した基板を
上層基板と下層基板とで挟み込み、その上から樹脂で封
止し、さらにプラスチックパッケージで被覆する方法が
開示されている。 （３）特開平４−１４０１９３号公報、又は特開平６−
１２２２９７号公報には、ＩＣカード基板全体をシート
材を枠状に打抜いて成形された枠体の枠内に収納後、隙
間部分を充填し、表裏面に接着剤を介してシート部材を
貼付する方法が開示されている。 （４）特開平４−３３６２９９号公報には、ＩＣモジュ
ールの立体形状に合わせてコアシートを切削後、切削部
にＩＣモジュールを埋設してコアシート両面にオーバー
シートを重ね合わせて熱押圧する方法が開示されてい
る。 （５）特開平４−３６３３００号公報には、パッケージ
成形用金型のキャビティ内にカード基板を挿入し、キャ
ビティ内に樹脂を注入することによる一体成形方法が開
示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のうち特開平６−１３９４２１号公報に開示された、
巻線コイルアンテナ部を埋設内蔵する鋳型の凹部を形成
した所定の薄さのシート材料層は、サイズ及び厚さのバ
ラツキの大きい巻線コイルアンテナを埋設しても完全に
は埋まらず鋳型には多少凹部が残ってしまうので、その
上からオーバーシートを貼付しても優れた表面平滑性が
得られにくく、また、凹部に残存した気泡により、ＩＣ
カードの耐熱、耐湿特性における信頼性が低下するとい
う課題があった。

【０００６】従来技術のうち、特開平５−１２５１４号
公報、特開平４−１５２１９１号公報、特開平４−２９
２９９８号公報、又は特開昭６３−３５３９６号公報に
開示された、部品実装した基板を上層基板と下層基板と
で挟み込み、その上から樹脂で封止し、さらにプラスチ
ックパッケージで被覆する方法は、封止樹脂に熱硬化系
樹脂を使用しており、ポットライフが短かく、作業の自
由度が低いという課題があった。

【０００７】また、特開平４−１４０１９３号公報、又
は特開平６−１２２２９７号公報に開示された、ＩＣカ
ード基板全体を、シート材を枠状に打抜いて成形された
枠体の枠内に収納後、隙間部分を充填し、表裏面に接着
剤を介してシート部材を貼付する方法は、ＩＣカード基
板と枠体との隙間のみに充填し、部品凹凸部には充填し
ないため、部品実装面の平滑性が低いという課題があっ
た。

【０００８】特開平４−３３６２９９号公報に開示され
た、ＩＣモジュールの立体形状に合わせてコアシートを
切削後、切削部にＩＣモジュールを埋設してコアシート
両面にオーバーシートを重ね合わせて熱押圧する方法
は、（１）と同様に、埋設内蔵する鋳型の凹部に、ＩＣ
モジュールを埋設しても完全には埋まらず、ＩＣモジュ
ールとコアシートとの間に隙間を生じてしまうので、そ
の上からオーバーシートを貼付しても、隙間に残存した
気泡により、ＩＣカードの耐熱、耐湿特性における信頼
性が低下するという課題があった。

【０００９】特開平４−３６３３００号公報に開示され
た、パッケージ成形用金型のキャビティ内にカード基板
を挿入し、キャビティ内に樹脂を注入することによる一
体成形方法は、成形時、カード基板に溶融樹脂が接触す
るため、流動による応力で部品の接続不良または破損に
より、ＩＣカードの部品接続の特性における信頼性の低
下を招く可能性があるという課題があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のＩＣカードは、
ＩＣチップ、コンデンサ等複数の部品を搭載したＩＣカ
ード基板と、少なくともそのＩＣカード基板の一方の表
面に、メルトフローレートが０．１ｇ／１０分以上の熱
可塑性材料による接着絶縁層と、保護のための表皮層を
有することを特徴とする。

【００１１】このようなＩＣカードは、保護のための表
皮層とメルトフローレートが０．１ｇ／１０分以上の熱
可塑性材料による接着絶縁層とからなる多層フィルムの
接着絶縁層の面を、ＩＣカード基板の表面に接触させ、
加熱押着することによって製造することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に用いるメルトフローレー
トが０．１ｇ／１０分以上の熱可塑性材料としては、例
えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体等のポリオレフィン又はオレフィンを主成
分とする共重合体もしくはこれらの混合物からなるフィ
ルムやポリビニルアルコール、ナイロン、塩化ビニル等
が挙げられる。ここで、メルトフローレートとは、ＪＩ
Ｓ Ｋ６７３０に規定されたメルトフローレートをい
う。

【００１３】このように溶融粘度の低い熱可塑性材料を
用いると、加熱溶融、フローして部品の間の隙間を埋
め、その表面を平滑にでき、実装された部品への物理的
付加力がなく接続不良、破損等が生じることはない。さ
らに、熱可塑性材料が接着剤の役割をするので、接着剤
を使用する必要がなくなる。

【００１４】保護のための表皮層の材質としては、特に
制限がなく、数種類の層を重ねて使用することもでき、
カード剛性を高めるためにポリエステル、ポリカーボネ
ート、ポリスチレン等が好適に用いられる。さらに、安
価なＩＣカードを得るために、紙、合成紙等も使用する
ことができる。

【００１５】この多層フィルム中の熱可塑性材料による
接着絶縁層の厚さは、ＩＣカード基板の最も厚い部品厚
さの１．１倍以上であることが必要である。１．１倍を
下回ると熱可塑性材料によって、ＩＣカード基板の部品
凹凸の平滑化が図れず、カード表面に凹凸を生じて印刷
不良、外観不良を招く。上限は、特に制限はないが、あ
まりに厚いと、加熱押着するときに、熱が伝達しないと
いう課題はあるが、使用するＩＣカードの種類によって
規定の厚さがあり、その範囲であれば特に問題はなく、
数ｍｍ以内と考えられる。

【００１６】この多層フィルムは、共押出し法、ドライ
ラミネート法あるいはプレス法等の一般的な製法により
得ることができ、また、この多層フィルムを使用してＩ
Ｃカードを製造すれば、スペーサ層の穴開け工程、スペ
ーサとＩＣカード基材との位置合わせ工程等の量産性を
損ねる工程がなく、安価で多量に生産することができ
る。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する
が、本発明の範囲はこれら実施例によって何ら限定され
るものではない。

【００１８】実施例１ 図１に示すように、厚さ２５０μｍのポリエチレンテレ
フタレートフィルムを、ＩＣカード基板の基材１とし、
その上に、厚さ３０μｍの銀ペーストによる印刷回路３
を形成し、印刷回路３の一部に６０ターンのアンテナ回
路を形成し、厚さが１２０μｍで４×４ｍｍサイズのＩ
Ｃチップ２、及び厚さが１００μｍで１５×１０ｍｍサ
イズのペーパー電池４を搭載して、ＩＣカード基板とし
た。多層フィルムとして、厚さが１６０μｍでメルトフ
ローレートが１０ｇ／１０分のポリエチレンを接着絶縁
層５とし、厚さが１００μｍの白色紙を表皮層６とし
た、ポリエチレンラミネート紙を、ＩＣカード基板の表
裏両面に、１２０℃、１０ｋｇｆ／ｃｍ²、１０分の条
件でプレスを行い、総厚７７０μｍのＩＣカードを得
た。

【００１９】実施例２ 図２に示すように、３８μｍ厚のポリエチレンテレフタ
レートフィルムをＩＣカード基板の基材１１とし、その
上に、厚さ２０μｍの銀ペーストによる印刷回路１３を
形成し、印刷回路１３の一部に６０ターンのアンテナ回
路を形成し、厚さ５０μｍで４×４ｍｍサイズのＩＣチ
ップ１２を搭載して、ＩＣカード基板とした。多層フィ
ルムとして、厚さが６０μｍでメルトフローレートが１
０ｇ／１０分のポリエチレンを接着絶縁層とし、厚さが
３０μｍの白色紙を表皮層１６とした、ポリエチレンラ
ミネート紙を、ＩＣカード基板の表裏両面に、実施例１
と同じ条件でプレスを行い、総厚２１８μｍのＩＣカー
ドを得た。

【００２０】実施例３ 図３に示すように、３５０μｍ厚のポリエチレンテレフ
タレートフィルムをＩＣカード基板の基材２１とし、そ
の上に、厚さ３０μｍの銀ペーストによる印刷回路２３
を形成し、印刷回路２３の一部に６０ターンのアンテナ
回路を形成し、厚さが１２０μｍで４×４ｍｍサイズの
ＩＣチップ２２、及び厚さ１００μｍで１５×１０ｍｍ
サイズのペーパー電池２４を搭載して、ＩＣカード基板
とした。多層フィルムとして、厚さが２００μｍでメル
トフローレートが１０ｇ／１０分のポリエチレンを接着
絶縁層２５とし、厚さが２００μｍの白色紙を表皮層２
６とした、ポリエチレンラミネート紙を、ＩＣカード基
板の、ＩＣチップを搭載した面に、１２０℃、１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ²、１０分の条件でプレスを行い、総厚７５０
μｍのＩＣカードを得た。

【００２１】比較例１ 図４に示すように、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフ
タレートフィルムを、ＩＣカード基板の基材３１とし
て、その上に、厚さが２５０μｍで５×５ｍｍサイズの
ＩＣチップ３２と、厚さが２５０μｍで１０×１０ｍｍ
サイズのペーパー電池３４を搭載して、ＩＣカード基板
とした。厚さが平均で３００μｍ（２８０〜３３０μ
ｍ）で３０×４０ｍｍサイズの楕円形の巻線コイルアン
テナ３３を、導電性接着剤ＬＳ−５０４Ｊ（株式会社ア
サヒ化学研究所製、商品名）を、シルクスクリーン印刷
法によって塗布して、搭載部品と接続した。巻線コイル
アンテナ部を埋設内蔵する鋳型の凹部を形成した薄いシ
ート材料層３７として、３３０μｍの凹部を持つ、厚さ
６００μｍの塩化ビニール樹脂製射出成形品を用い、ル
ーター加工して、その凹部に、巻線コイルアンテナ部及
び搭載部品を収納した。その表面に、厚さが１２５μｍ
のポリエチレンテレフタレートフィルム（125μmPET)
を、貼り合わせ、（特開平６−１３９４２１号公報に開
示されている）ＩＣカードを得た。

【００２２】比較例２ 図５に示すように、厚さが５０μｍのポリエチレンテレ
フタレートフィルムをＩＣカード基板の基材４１とし、
その上に、厚さ３０μｍの銀ペーストによる印刷回路４
３を形成し、印刷回路４３の一部には６０ターンのアン
テナ回路を形成し、厚さが２５０μｍで５×５ｍｍサイ
ズのＩＣチップ４２、及び厚さが２００μｍで１０×１
０ｍｍサイズのペーパー電池４４を搭載し、さらに、部
品実装した基板を厚さが１００μｍのガラス布含浸エポ
キシ樹脂製の上層基板と厚さが１００μｍのガラス布含
浸エポキシ樹脂製の下層基板とで挟み込み、その隙間に
エポキシ樹脂で封止し、さらに両面に厚さが１００μｍ
のポリエチレンテレフタレータフィルム（100μmPET)で
被覆して、（特開平５−１２５１４号公報、特開平４−
１５２１９１号公報、特開平４−２９２９９８号公報、
又は特開昭６３−３５３９６号公報に開示されている）
ＩＣカードを得た。

【００２３】比較例３ 図６に示すように、厚さが５０μｍのポリエチレンテレ
フタレートフィルムをＩＣカード基板の基材５１とし、
その上に、厚さ３０μｍの銀ペーストによる印刷回路５
３を形成し、印刷回路５３の一部には６０ターンのアン
テナ回路を形成し、厚さが２５０μｍで５×５ｍｍサイ
ズのＩＣチップ５２、及び厚さが２００μｍで１０×１
０ｍｍサイズのペーパー電池５４を搭載し、ＩＣカード
基板全体を、厚さが３００μｍの塩化ビニル樹脂製のシ
ート材を枠状に打抜いて成形された枠体の枠内に収納
後、隙間部分を、熱硬化型エポキシ樹脂によって充填
し、接着剤を介して表裏面に、それぞれの厚さが２５０
μｍと１８８μｍの、シート部材であるポリエチレンテ
レフタレートフィルム（250μmPETと188μmPET）を貼付
して、（特開平４−１４０１９３号公報、又は特開平６
−１２２２９７号公報に開示されている）ＩＣカードを
得た。

【００２４】比較例４ 図７に示すように、プリント基板に、厚さが２５０μｍ
で５×５ｍｍサイズのＩＣチップ６２、及び厚さが２５
０μｍで１０×１０ｍｍサイズのペーパー電池６４を搭
載した。その後、エポキシ樹脂により部品を封止して、
ＩＣモジュール化した。ルーター加工して、ＩＣモジュ
ールと立体形状が同じになるように、厚さが５００μｍ
の塩化ビニル樹脂製シートの一部を切削して成形体を作
製し、その切削した部分にＩＣモジュールを収納した。
その両面に、接着剤を介して、厚さが１２５μｍのシー
ト部材であるポリエチレンテレフタレートフィルム（12
5μmPET）を貼付して、（特開平４−３３６２９９号公
報に開示されている）ＩＣカードを得た。

【００２５】比較例５ 図８に示すように、パッケージ成形用金型のキャビティ
内に、厚さが１００μｍのポリエチレンテレフタレート
フィルムをＩＣカード基板の基材７１とし、その上に、
厚さが３０μｍの銀ペーストによる印刷回路７３を形成
し、印刷回路７３の一部には６０ターンのアンテナ回路
を形成し、厚さが２５０μｍで５×５ｍｍサイズのＩＣ
チップ７２、及び厚さが２００μｍで１０×１０ｍｍサ
イズのペーパー電池７４を搭載したＩＣカード基板を挿
入し、キャビティ内にＡＢＳ樹脂を注入して、（特開平
４−３６３３００号公報に開示されている）ＩＣカード
を得た。

【００２６】このようにして作製したＩＣカードを、以
下に示す試験方法により試験を行い、その結果を表１に
示す。 ＜試験方法＞ ・ＩＣカードの耐熱、耐湿特性における信頼性（恒温恒
湿試験） ＩＣカードを８５℃、８５％ＲＨの恒温恒湿槽で５００
ｈ処理後取り出して、フィルムの膨れ、剥がれの有無を
肉眼観察した。膨れ、剥がれの無いものを〇、有ったも
のを×とした。 ・ＩＣカード表面の平滑性 部品真上のＩＣカード表面凹凸を、表面粗さ計にて測定
した。測定条件としては、測定長さ：２５ｍｍ、倍率：
１００００倍である。この結果、粗さが５μｍ未満のも
のを〇とし、５μｍ以上のものを×とした。 ・作業の自由度 作業の自由度を、使用した接着剤、封止剤の、初期粘度
に対する経時粘度が２０％を越えたものを使用できない
と判断した。このうち、室温にて保存して、使用できな
くなる経時時期が１ケ月以上のものを〇、１ケ月未満の
ものを×とした。 ・ＩＣカードの部品接続信頼性（実装部品へのダメー
ジ） 専用のリーダー／ライターにて通信可否を判定した。通
信のできたものを〇、できなかったものを×とした。通
信不能のＩＣカードについては、分解して不良モードを
推定した。比較例５においては、ＩＣチップが割れてし
まった。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示すように、従来例のうち、巻線コ
イルアンテナ部を埋設したＩＣカード（比較例１に相当
する。）と基板を枠状に打ち抜いた枠体に収納したＩＣ
カード（比較例３に相当する。）は、いずれもＩＣカー
ドの耐熱、耐湿特性における信頼性が低く、基板表面を
樹脂で封止したＩＣカード（比較例２に相当する。）
は、作業の自由度が低く、巻線コイルアンテナ部を埋設
したＩＣカード（比較例１に相当する。）と、基板を枠
状に打ち抜いた枠体に収納したＩＣカード（比較例３に
相当する。）と、コアシート内にＩＣモジュールを埋設
したＩＣカード（比較例４に相当する。）は、いずれも
ＩＣカード表面の平滑性劣り、樹脂によって一体成形し
たＩＣカード（比較例５に相当する。）は、ＩＣカード
の部品接続信頼性が低いことが分かった。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によっ
て、その表面が平滑となり、優れた外観性、印刷性、並
びに優れた耐熱、耐湿特性における信頼性、及び優れた
ＩＣカードの部品接続信頼性を有するＩＣカードと、そ
のようなＩＣカードを効率良く製造する方法を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す断面図である。

【図３】本発明のさらに他の実施例を示す断面図であ
る。

【図４】従来例を示す断面図である。

【図５】他の従来例を示す断面図である。

【図６】さらに他の従来例を示す断面図である。

【図７】さらに他の従来例を示す断面図である。

【図８】さらに他の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１．ＩＣ
カード基板の基材 ２，１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２．ＩＣ
チップ ３，１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３．印刷
回路 ４，１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４．ペー
パー電池 ５，１５，２５．接着絶縁層 ６，１６，２６．表皮層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＩＣチップ、コンデンサ等複数の部品を搭
   載したＩＣカード基板と、少なくともそのＩＣカード基
   板の一方の表面に、メルトフローレートが０．１ｇ／１
   ０分以上の熱可塑性材料による接着絶縁層と、保護のた
   めの表皮層を有することを特徴とするＩＣカード。
2. 【請求項２】熱可塑性材料による接着絶縁層の厚さが、
   ＩＣカード基板に搭載された最も厚い部品の厚さの１．
   １倍以上であることを特徴とする請求項１に記載のＩＣ
   カード。
3. 【請求項３】保護のための表皮層とメルトフローレート
   が０．１ｇ／１０分以上の熱可塑性材料による接着絶縁
   層とからなる多層フィルムの接着絶縁層の面を、ＩＣカ
   ード基板の表面に接触させ、加熱押着することを特徴と
   するＩＣカードの製造方法。